人馬座A* （Sagittarius A*，簡寫為Sgr A* ，星號* 讀作「star」或「星」[ 3] 銀河系 中心 的超大質量黑洞 [ 4] [ 5] [ 6] 人馬座 和天蠍座 的邊界附近，大約位於黃道 以南5.6°[ 7] 蝴蝶星團 （M6）和尾宿八 （天蠍座λ）。
Quick Facts 觀測資料 曆元 J2000, 詳細資料 ...
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這顆天體是明亮緻密的電波源 。人馬座A*的名字有其歷史淵源。在 1954年[ 8] 約翰·丹尼爾·克勞斯 、柯賢清（Hsien-Ching Ko）和肖恩·馬特（Sean Matt）列出了他們用俄亥俄州立大學 電波望遠鏡在250MHz下確定的電波源。這些電波源按星座排列，並隨意的分配字母來標示，但字母A通常表示星座內最亮的電波源。星號 * 是因為它的發現被認為是「令人興奮的」[ 9] 激發態 原子的命名法一致（例如，氦 的激發態為He*）。星號是羅伯特·L·布朗於1982年設置[ 10]
它是非常光亮及緻密的無線電波源 ，大約每11分鐘自轉 一圈[ 11] 黑洞物理 的最佳目標[ 12]
對圍繞人馬座A*運行的幾顆恆星的觀測，特別是S2 ，已被用來確定物體的質量和半徑上限。基於質量和日益精確的半徑值，天文學家得出結論：人馬座A*一定是銀河系中央的超大質量黑洞[ 13] 7000415400000000000♠ 4.154± 0.014太陽質量 。[ 2]
賴因哈德·根策爾 和安德烈婭·蓋茲 因發現人馬座A*是一個超大質量緻密天體而獲得2020年諾貝爾物理學獎 ，而黑洞 是當時唯一合理的解釋[ 14]
2022年5月12日，天文學家發佈於2017年4月使用全球射電天文臺網絡事件視界望遠鏡 製作的人馬座A*視界周圍吸積盤 的第一張影像[ 15] M87 的超大質量黑洞 之後，確認的第二張黑洞影像[ 16] [ 17]
探測到來自Sgr A*異常明亮的X射線 閃焰[ 18] 2022年5月12日，第一張人馬座A*的照片由事件視界望遠鏡 的合作單位共同發佈。這張影像基於2017年拍攝的無線電干涉儀數據，證實該物體包含一個黑洞[ 16] [ 19] [ 20] 孔徑合成 [ 21]
他們的結果給出了電波源的總體角大小 為7001518000000000000♠ 51.8± 2.3 μas [ 19] 光年 （8,000秒差距 ）處，這相當於51.8 × 106 公里（32.2 × 106 英里）的直徑。相比之下，地球距離太陽 150 × 106 公里 （1.0天文單位 ；93 × 106 英里 ），水星 在近日點 時距離太陽46 × 106 km（0.31 AU；29 × 106 mi）。人馬座A*每年的自行 約為赤經 −2.70mas ，赤緯 −5.6mas[ 22] [ 23] [ 24] 相對論 ，結果完全吻合[ 17]
2019年，使用安裝在飛機的同溫層紅外線天文台 上的高解析度機載寬頻相機+（High-resolution Airborne Wideband Camera-Plus，HAWC +）進行的測量[ 25] [ 26] [ 27]
因為光源和地球之間的塵埃和氣體消光 的影響高達25星等 [ 28] 可見光 中觀察到人馬座A*。
多個研究隊都嘗試利用甚長基線干涉儀 （VLBI）以無線電頻譜 拍攝人馬座A*的成像。以現今最高解像的量度（即波長 1.3毫米），人馬座A*約有37微角秒的大小。[ 29] 光年 來計算，人馬座A*的直徑 為4400萬公里，近0.3天文單位 。地球 與太陽 的距離（1天文單位 ）約為1億5千萬公里；而水星 最接近太陽的距離則為4600萬公里。
若人馬座A*剛好坐落在黑洞 的中央，其大小會因重力透鏡效應 而被放大。根據廣義相對論 ，若以4百萬太陽質量 的黑洞 來比較，人馬座A*的可觀測大小最少也是該黑洞史瓦西半徑 的5.2倍。但是4百萬太陽質量的黑洞約有52微角秒，以人馬座A*的37微角秒來看，其大小明顯大了很多，所以相信人馬座A*的放射源並非在洞的中心，而是在周邊接近事件視界 的光亮點，有可能是在吸積盤 或由吸積盤噴出的相對論性噴流 。[ 29]
人馬座A*的質量 估計為431 ± 38萬[ 30] 太陽質量 。[ 31] 直徑 的球體內，其密度 將會比以往估計的高出10倍。儘管可能有其他理論能解釋這種質量及大小，但人馬座A*萎縮成一個超大質量黑洞 的時間應比銀河系 的壽命短。[ 29]
現時已有對黑洞本身的直接觀測，相關照片發布於2022年5月12日，但在此前，觀測紀錄就已顯示應有一個黑洞位於人馬座A*附近。目前所探測到的無線電波 及紅外線 能量 等等，乃是從掉入黑洞時被加熱至幾百萬度的氣體 及塵埃所發出。黑洞本身相信只會發出霍金輻射 。
卡爾·央斯基 被認為是射電天文學之父，他於1933年4月發現射電信號來自人馬座方向的某個位置，指向銀河系的中心[ 32] 人馬座A 。他的觀察結果並沒有像我們現在所知的銀河中心那樣向南延伸[ 33] 悉尼 Potts Hill水庫使用CSIRO 射電望遠鏡進行的觀測發現了一個離散且明亮的「人馬座-天蠍座」射電源[ 34] CSIRO 多佛高地的射電望遠鏡進一步觀察後，在給《自然 》的一封信中被確定為可能的銀河中心[ 35]
ALMA 對富含分子氫的氣體雲的觀測，人馬座A*周圍的區域被圈出[ 36] 後來的觀察表明，人馬座A實際上由幾個重疊的子成分組成； 1974年2月13日至15日，天文學家布魯斯·巴利克（Bruce Balick）和羅伯特·布朗（Robert Brown）使用美國國家射電天文台 的基線干涉儀發現了一個明亮且非常緊湊的組件Sgr A*[ 37] [ 38] 激發態 原子被用星號來表示[ 39] [ 40]
馬克斯·普朗克地外物理研究所 由Rainer Schödel所帶領的國際研究隊觀測了接近人馬座A*的星體S2 達十年，於2002年10月16日公佈人馬座A*為一大質量緻密體的證據。[ 41] 克卜勒軌道 計算，人馬座A*的質量為260 ± 20萬太陽質量 ，半徑 為120天文單位 。[ 42] 體積 半徑少於45天文單位。[ 43]
於2004年11月，天文學家發現可能是中介質量黑洞 的GCIRS 13E ，其軌道距人馬座A*約3光年 。GCIRS 13E的質量為1300太陽質量，屬於有7個恆星 的星團。這次觀測支持了超大質量黑洞會吸收周邊較細小黑洞及星體來增長的說法。
經過觀測人馬座A*16年，相信其質量為431 ± 38萬太陽質量。[ 30] 賴因哈德·根策爾 認為已有初步證據證明超大質量黑洞的存在。[ 44]
在2015年1月5日，NASA報告說觀測到人馬座A*的X射線 閃焰破紀錄的比平常亮了400倍。天文學家宣稱，這種不尋常的事件可能是由於一顆小行星 落入黑洞被扯碎，或者是因氣體流入人馬座A*引發磁力線 糾纏造成的[ 18]
2019年5月13日，天文學家使用凱克天文台 目睹了人馬座A*突然變亮，比平時亮75倍，這表明超大質量黑洞可能遇到了另一個天體[ 45]
2022年5月12日，事件視界望遠鏡 （EHT）發表直接觀測人馬座A*的影像，直接證實了位於銀河系中間的人馬座A*為直徑約6,000萬公里的黑洞，此為人類第2次成功捕捉黑洞影像[ 46] M87 星系中心黑洞的觀測同時展開；然而儘管距離較近，但由於人馬座A*的中心黑洞體積較小，以致周遭氣體的公轉速度快上許多之故，因此人馬座A*成像難度也較高，而這樣的技術問題，也使得人馬座A*的相關照片較晚發布。
Doeleman, Sheperd S.; Weintroub, Jonathan; Rogers, Alan E. E.; Plambeck, Richard; Freund, Robert; Tilanus, Remo P. J.; Friberg, Per; Ziurys, Lucy M.; Moran, James M.; Corey, Brian; Young, Ken H. Event-horizon-scale structure in the supermassive black hole candidate at the Galactic Centre . Nature. 2008-09, 455 (7209) [2022-05-15 ] . ISSN 0028-0836 doi:10.1038/nature07245 原始內容 存檔於2022-05-15） （英語） . Ghez, A. M.; Salim, S.; Weinberg, N. N.; Lu, J. R.; Do, T.; Dunn, J. K.; Matthews, K.; Morris, M. R.; Yelda, S.; Becklin, E. E.; Kremenek, T. Measuring Distance and Properties of the Milky Way’s Central Supermassive Black Hole with Stellar Orbits . The Astrophysical Journal. 2008-12-20, 689 (2) [2022-05-15 ] . ISSN 0004-637X doi:10.1086/592738 存檔 於2022-05-22） （英語） . Schödel, R.; Ott, T.; Genzel, R.; Hofmann, R.; Lehnert, M.; Eckart, A.; Mouawad, N.; Alexander, T.; Reid, M. J.; Lenzen, R.; Hartung, M. A star in a 15.2-year orbit around the supermassive black hole at the centre of the Milky Way . Nature. 2002-10, 419 (6908) [2022-05-15 ] . ISSN 0028-0836 doi:10.1038/nature01121 原始內容 存檔於2022-04-01） （英語） . Ghez, A. M.; Duchêne, G.; Matthews, K.; Hornstein, S. D.; Tanner, A.; Larkin, J.; Morris, M.; Becklin, E. E.; Salim, S.; Kremenek, T.; Thompson, D. The First Measurement of Spectral Lines in a Short-Period Star Bound to the Galaxy’s Central Black Hole: A Paradox of Youth . The Astrophysical Journal. 2003-04-01, 586 (2) [2022-05-15 ] . doi:10.1086/374804 原始內容 存檔於2022-05-15）.
Melia, Fulvio. The Black Hole at the Center of our Galaxy ISBN 978-0691095059 Backer, D. C.; Sramek, R. A. Proper Motion of the Compact, Nonthermal Radio Source in the Galactic Center, Sagittarius A* . The Astrophysical Journa l. 1999-10-20, 524 (2) [2022-05-15 ] . Bibcode:1999ApJ...524..805B ISSN 0004-637X S2CID 18858138 arXiv:astro-ph/9906048 doi:10.1086/307857 原始內容 存檔於2022-05-15） （英語） . Doeleman, Sheperd S.; Weintroub, Jonathan; Rogers, Alan E. E.; Plambeck, Richard; Freund, Robert; Tilanus, Remo P. J.; Friberg, Per; Ziurys, Lucy M.; Moran, James M.; Corey, Brian; Young, Ken H. Event-horizon-scale structure in the supermassive black hole candidate at the Galactic Centre . Nature . 2008-09, 455 (7209) [2022-05-15 ] . Bibcode:2008Natur.455...78D ISSN 0028-0836 PMID 18769434 S2CID 4424735 arXiv:0809.2442 doi:10.1038/nature07245 原始內容 存檔於2022-05-15） （英語） . Eckart, A.; Schödel, R.; Straubmeier, C. The Black Hole at the Center of the Milky Way. London: Imperial College Press. 2005. Eisenhauer, F.; Schdel, R.; Genzel, R.; Ott, T.; Tecza, M.; Abuter, R.; Eckart, A.; Alexander, T. A Geometric Determination of the Distance to the Galactic Center . The Astrophysical Journal. 2003-11-10, 597 (2) [2022-05-15 ] . Bibcode:2003ApJ...597L.121E ISSN 0004-637X S2CID 16425333 arXiv:astro-ph/0306220 doi:10.1086/380188 原始內容 存檔於2022-05-15） （英語） . Akiyama, Kazunori; Alberdi, Antxon; Alef, Walter; Asada, Keiichi; Azulay, Rebecca; Baczko, Anne-Kathrin; Ball, David; Baloković, Mislav; Barrett, John; Bintley, Dan; Blackburn, Lindy. First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole . The Astrophysical Journal. 2019-04-10, 875 (1) [2022-05-15 ] . Bibcode:2019ApJ...875L...1E ISSN 2041-8213 S2CID 145906806 arXiv:1906.11238 doi:10.3847/2041-8213/ab0ec7 原始內容 存檔於2019-11-08） （英語） . Ghez, A. M.; Duchêne, G.; Matthews, K.; Hornstein, S. D.; Tanner, A.; Larkin, J.; Morris, M.; Becklin, E. E.; Salim, S.; Kremenek, T.; Thompson, D. The First Measurement of Spectral Lines in a Short-Period Star Bound to the Galaxy’s Central Black Hole: A Paradox of Youth . The Astrophysical Journal. 2003-04-01, 586 (2) [2022-05-15 ] . Bibcode:2003ApJ...586L.127G S2CID 11388341 arXiv:astro-ph/0302299 doi:10.1086/374804 原始內容 存檔於2022-05-15）. Ghez, A. M.; Salim, S.; Weinberg, N. N.; Lu, J. R.; Do, T.; Dunn, J. K.; Matthews, K.; Morris, M. R.; Yelda, S.; Becklin, E. E.; Kremenek, T. Measuring Distance and Properties of the Milky Way’s Central Supermassive Black Hole with Stellar Orbits . The Astrophysical Journal. 2008-12-20, 689 (2) [2022-05-15 ] . Bibcode:2008ApJ...689.1044G ISSN 0004-637X S2CID 18335611 arXiv:0808.2870 doi:10.1086/592738 原始內容 存檔於2022-05-22） （英語） . Gillessen, S.; Eisenhauer, F.; Trippe, S.; Alexander, T.; Genzel, R.; Martins, F.; Ott, T. MONITORING STELLAR ORBITS AROUND THE MASSIVE BLACK HOLE IN THE GALACTIC CENTER . The Astrophysical Journal. 2009-02-20, 692 (2) [2022-05-15 ] . Bibcode:2009ApJ...692.1075G ISSN 0004-637X S2CID 1431308 arXiv:0810.4674 doi:10.1088/0004-637X/692/2/1075 原始內容 存檔於2022-05-12）. Melia, Fulvio. The Galactic Supermassive Black Hole . Princeton: Princeton University Press. 2007. ISBN 978-0-691-13129-0 O'Neill, Ian. Beyond Any Reasonable Doubt: A Supermassive Black Hole Lives in Centre of Our Galaxy . Universe Today. 2008-12-10 [2022-05-15 ] . （原始內容 存檔於2022-05-15） （美國英語） . Osterbrock, Donald E. & Ferland, Gary J. Astrophysics of Gaseous Nebulae and Active Galactic Nuclei ISBN 978-1-891389-34-4 Reid, M. J.; Brunthaler, A. The Proper Motion of Sagittarius A*. II. The Mass of Sagittarius A* . The Astrophysical Journal. 2004-12, 616 (2) [2022-05-15 ] . Bibcode:2004ApJ...616..872R ISSN 0004-637X S2CID 16568545 arXiv:astro-ph/0408107 doi:10.1086/424960 原始內容 存檔於2022-05-15） （英語） . Reynolds, Christopher S. Bringing black holes into focus . Nature. 2008-09, 455 (7209) [2022-05-15 ] . Bibcode:2008Natur.455...39R ISSN 0028-0836 PMID 18769426 S2CID 205040663 doi:10.1038/455039a 原始內容 存檔於2022-03-18） （英語） . Schödel, R.; Ott, T.; Genzel, R.; Hofmann, R.; Lehnert, M.; Eckart, A.; Mouawad, N.; Alexander, T.; Reid, M. J.; Lenzen, R.; Hartung, M. A star in a 15.2-year orbit around the supermassive black hole at the centre of the Milky Way . Nature. 2002-10, 419 (6908) [2022-05-15 ] . Bibcode:2002Natur.419..694S ISSN 0028-0836 PMID 12384690 S2CID 4302128 arXiv:astro-ph/0210426 doi:10.1038/nature01121 原始內容 存檔於2022-04-01） （英語） . Schödel, R.; Merritt, D.; Eckart, A. The nuclear star cluster of the Milky Way: proper motions and mass . Astronomy & Astrophysics . 2009-07, 502 (1). Bibcode:2009A&A...502...91S ISSN 0004-6361 S2CID 219559 arXiv:0902.3892 doi:10.1051/0004-6361/200810922 Wheeler, J. Craig. Cosmic Catastrophes: Exploding Stars, Black Holes, and Mapping the Universe 2nd. Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2007. ISBN 978-0-521-85714-7 
