饭饭TXT > 学习管理 > 《黑洞(出书版)》作者:[法]约翰·皮尔·卢米涅【完结】 > 《黑洞》书香门第.txt

制(见第16章)。此外,球状星团的源常是X射线暴,爆发一般持续数秒钟,这种现象

通常也归因于有伴星共存的致密星。

最后,提高了分辨率的X射线探测器已经查明,球状星团X射线源的位置与星团中心

稍有偏离,而一个大黑洞会支配星团核心区域恒星的运动,因而就该占据星团的中心位

置。

所以,球状星团中心大黑洞的假设最近已“声名扫地”。但是,在银河系的几百个、

在巨大椭圆星系梅西叶87的匕0皿个球状星团里,质量足够大的团产生出中心黑洞的可

能性是不能排除的。

人马座的银心黑洞

银河系的动力学中心是在人马座方向,但被大量的气体和尘埃云所遮掩。那里发射

的可见光波段的光子,每1 亿个中才有1个能在经历3万光年的行程后到达地球,在

这种情况下,传统的望远镜是没有什么大用处的。对天文学家来说幸运的是,电磁辐射

有宽广的谱,从射电波直到伽玛射线。这个谱中的射电、红外和X射线辐射不受尘埃云

影响,所以银河系中心可以用射电望远镜和卫星来研究。

银心的直径是30光年,其“热”光度(即所有波长辐射贡献的总和)是太阳光度的

1000万倍,那里有两个射电源。一个是人马座A东,具备超新星遗迹的所有特征;另一

个是人马座A西,是两种类型的射电辐射的复合:一种是热气体云的自然“热”辐射,

另一种则来自人马座A西的中心,不是热辐射,而是速度接近光速的电子产生的所谓同

步辐射(见下文“五点特征”一节)。

这个“非热”射电源被称为人马座A,是银河系里最强的射电源,其光度10倍于太

阳的光学光度,然而最引人注意的还是它的致密性:辐射是来自一个尺度小于30亿公里

的小区域,这个尺度与土星的轨道或红巨星的直径相当。在这样小的范围内不可能放进

一个星团,因而射电辐射是来自单一的源。只有很少几种源能发射射电波,即脉冲星、

超新星遗迹、双星X射线源以及大质量黑洞,不妨逐一予以考查。

不可能是脉冲星,因为已知最明亮的脉冲星的光度也比人马座A*小1万倍,况且来

自银心的射电辐射从未有过脉冲,而且非常稳定。

也不可能是双星X射线源。这种源在所有波长上的辐射都有振荡,其平均射电光度

比人马座A*小10万倍,即使爆发时的峰值也只及后者的十分之一。而且,一方面人马

座A*的射电光度相对于密近双星系统而言过强,另一方面其X射线光度相对说来又太弱。

爆发不久的超新星遗迹可以是强射电源,但这种解释的困难在于,膨胀速度将远大

于人马座A*15公里/秒的观测值。

人马座A*不可能只有通常恒星那样的质量。假如是那样,该射电源就会具有银心

区域恒星的典型速度,即150公里/秒,于是该源就会表现出在天球上的缓慢运动,然

而从未被观测到。相反,观测证实该源是静止在银河系中心,因而其质量必定大于恒星。

所以,一个质量为数百万MW处在缓慢吸积状态的黑洞,才是唯一能与所有射电天文观测

相吻合的模型。现在,这个模型必须由对银心另一个“窗口”的观测来检验,这就是红

外观测。

红外天文学是随着由IRAS(红外天文卫星)等卫星携带的精密探测器的升空而开始

的,迄今不过数年历史。已经发现,人马座A*的致密射电源位置与一个被称为IRS 16

的红外源几乎完全重合。这个红外源非常致密,银心30光年区域的总光度可能几乎都由

它贡献,它也加热和照亮人马座A西的气体,那么它的本质是什么呢?

恒星处于红巨星阶段时是很强的红外辐射源。通过测量IRSI6的红外辐射流,是可

能追溯出作为辐射源的红巨星的。再假定一个“正常”的红巨星比率,就可以推出

IRS16中的恒星分布。用这个方法得出,必定有200万颗恒星在半径为5光年的范围内运

动,这是极高的恒星密度,比球状星团里的还要高1000倍。

但是,红巨星并不是唯一的红外辐射源。光谱测量显示,围绕IRS 16的轨道上的气

体云被加热到了开氏300度,也发出红外辐射。如果红巨星能被用来推测恒星密度,那

么气体云的运动就能指示出IRSI6的总质量这个重要信息。这里作了一个简单假设,即

气体是在引力作用下作圆周运动。于是,由多普勒频移计算出来的云的轨道运动速度就

提供了对中心质量的直接量度,这样得到的结果是在500万到800万Mpe间。既然这个区

域里恒星的总质量只有200万MC那就必定有300万到600万M的看不见的质量。银心巨型黑

洞的模型因而得到红外天文学的强有力支持(另外,已探测到的X射线和伽玛射线辐射

也表明致密源的存在人最后还应该考虑一下X射线区域。1990年发射的法国一前苏联卫

星西格玛是把银心作为首要目标的。第一个意外是发现了一个强大的X射线源,但其位

置并不与人马座A*或IRS16重合,而是至少相距300光年。与已经被说得太多的相反,

这个发现根本不与大黑洞的存在相抵触,因为黑洞若不吸积,也就不会发出高能辐射。

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