重力测量银河系外大量黑洞的周围环境

使用哈勃太空望远镜获得的类星体3C 273（位于中心的明亮恒星状物体）的光学图像。这是有史以来第一个被确认的类星体。照片由NASA提供。

引力小组的研究人员说，发现是对银河系外一个大黑洞周围环境的首次详细观察。

1963年，天文学家马丁·施密特（Maarten Schmidt）确定了第一个准恒星物体或“类星体”，这是一个非常明亮但遥远的物体。他发现单个类星体（一个遥远的星系的活动核，被天文学家称为3C 273）的发光度是我们银河系中所有恒星相加的100倍。

现在，GRAVITY国际天文学家团队，包括特拉维夫大学物理与天文学学院的Hagai Netzer教授得出的结论是，气体云迅速围绕中心黑洞运动，这是该类星体的核心。这项新研究的结果于11月29日发表在《自然》杂志上。

2000年在TAU的佛罗伦萨和乔治·怀斯天文台对3C 273内部的黑洞质量进行了首次测量，这是TAU的Shai Kaspi博士（当时是一名教授）的学生进行的博士研究的一部分。 Netzer的小组。GRAVITY的观察结果证实了这一结果。

该研究是我们围绕中心黑洞旋转的气云星系之外的首次详细观测。研究人员称，重力的测量将成为测量其他数千个类星体中黑洞质量的基准。

仔细观察黑洞

GRAVITY仪器位于智利Paranal，具有空前的功能。它结合了四个望远镜的总面积，形成了一个虚拟的望远镜，称为干涉仪，其跨度为130米。该仪器可以极高的分辨率检测远处的天文物体。

Netzer教授说：“类星体是可以观测到的最遥远的天文物体之一。”“它们在宇宙的历史中也起着根本性的作用，因为它们的进化与星系的增长密不可分。尽管几乎所有大型星系在其中心都有一个巨大的黑洞，但到目前为止，我们的银河系中只有一个可以进行如此详尽的研究。”

马克斯·普朗克外星物理研究所（MPE）的埃克哈德·斯特姆（Eckhard Sturm）表示：“引力使我们有史以来第一次解决了中心黑洞周围气体云的运动。”“我们的观察可以跟随气体的运动，并揭示出云团确实围绕着中心黑洞旋转。”

到目前为止，由于类星体内部区域的角度较小（大约相当于我们的太阳系的大小，但距我们约25亿光年），因此无法进行此类观察。

“黑洞附近由气体产生的大量发射线是类星体的观测标志。到现在为止，气体与黑洞的距离以及偶尔的运动方式只能通过使用类星体中光变化的较旧方法来测量。” Netzer教授说。“借助GRAVITY仪器，我们可以在10微弧秒的水平上分辨出结构，这相当于在月球上观察到1欧元硬币。”

MPE的杰森·德克斯特（Jason Dexter）也是该研究的共同负责人，他说：“有关气体在黑洞附近的运动和距离的信息对于测量黑洞的质量至关重要。”“这是第一次对旧方法进行了实验测试，并通过了飞色测试，证实了先前对黑洞约3亿太阳质量的估计。”

MPE红外研究小组负责人Reinhard Genzel总结道：“这是我们首次研究我们银河系外巨大黑洞的周围环境。”“黑洞是令人着迷的对象，它使我们能够在极端条件下探究物理学-借助引力，我们现在可以在近处和远处探测它们。”

出版物：重力合作，“空间分辨率下的类星体的粗线区域以次等差距尺度旋转”，《自然》第563卷，第657–660页（2018年）