太陽不是銀河系的中心,那銀河系的中心到底是什麼?
關鍵詞1:太陽在銀河系的那個地方
關鍵詞2:銀河系的中心是什麼呢?
在天文學的發展史上,伽利略是第一個用望遠鏡發現銀河是由大量恆星組成的。在這後來相當長的時間裡,人們把太陽當作了銀河系的中心。
1785年,威廉·赫歇爾通過觀測,使用恆星計數的方法繪製出一幅扁而平、太陽位居中心的銀河系結構圖。當時還沒有測定大量遙遠恆星距離的有效方法。威廉·赫歇爾只能以類似“所有的燈都一樣亮”的思想,假設所有恆星具有相同的亮度,由觀測到的各恆星的亮暗來推斷它們的遠近,這樣的假設當然是很粗糙的。另外,他不了解太空中存在星際物質。事實上,銀盤含有氣體和塵埃,它們會不同程度地吸收掉恆星發出的光。只看見了以自身為中心的一小部分割槽域,從而錯誤地以為太陽處在銀河系的中心。
1918年,美國天文學家沙普利研究了當時已知的大約100個球狀星團,發現90%以上的球狀星團坐落在以人馬座為中心的半個天球上, 其中1/3集中分佈於人馬座方向。設想球狀星團在銀河系內是對稱分佈的,如果太陽位於銀河系中心,那麼從地球上來看球狀星團在天空中就應該呈球對稱分佈,這與觀測結果是矛盾的。沙普利由此推想,如果太陽並不在銀河系中心,那麼在地球的天空中球狀星團就不是球對稱分佈了。經過多年的觀測和研究,沙普利最終建立了透鏡狀的銀河系結構模型,正確地得出太陽不在銀河系中心的結論。銀河系的中心是在人馬座方向,太陽則位於銀河系的邊緣。
那銀河系的中心到底是什麼呢?是星團?超大品質的恆星?還是別的什麼?其實我們很期待,在這個特殊的地方發現神祕的天體。
許多年前,天文學家就在銀心方向發現了一個很強的射電源,命名為“人馬座A”。隨後又探測到了它的x射線輻射。可奇怪的是,除此之外,再也“看”不到那裡的天體發出一星半點的可見光。
要想知道一個天體究竟是什麼,最起碼需要知道它的兩個屬性:品質和大小。那麼,這個神祕的傢伙究竟是什麼呢?如何才能知道它有多少品質呢?證據來自它周圍的恆星。從20世紀90年代初開始,天文學家就執行一個探測計劃,用地面上最大的光學望遠鏡——位於夏威夷的凱克望遠鏡,在近紅外波段對銀心方向的十幾顆比較亮的恆星進行長期的監測,描繪出它們的運動軌跡。經過15年的觀測,幾乎得到了它的一個完整的運動軌道。通過對這些完整或者尚不完整的軌道進行分析,人們發現這些恆星都被來自人馬座A的一個天體強有力的引力牢牢地“拽住”了。要產生如此強勁的引力,大約需要集中400萬個太陽的品質。
此後不久,天文學家還利用干涉技術,把相距幾千千米的射電望遠鏡組成網路,相當於構造一架超級巨型的射電望遠鏡,這就大大提高了分辨本領。利用這種技術,在銀河系背景的襯托下,對銀心引力源的“陰影”進行“拍照”,可以更精確地探測中心品質的分佈範圍。用這個方法,人們已經知道銀心中巨大的引力品質,都集中在半徑小於500光秒的範圍內,相當於地球到太陽的距離。
對於地球和人類來說,日地之間是一個很大的空間,但是想要容納400萬個太陽的品質,卻實在是太小太小了。因為這些物質之間一.定存在引力作用,要它們集中在如此小的範圍之內,形成一個穩定的結構,而又沒有任何可見光輻射出來,唯一的可能就是黑洞!
END