银河快报

银河正中心那个星球,其实根本不存在

我盯着这张银河系中心的照片看了十分钟,还是没找到那个“最中心的星球”,后来才明白——我找的东西压根就不存在,这感觉就像你在菜市场问摊主“银河系最中心那颗星在哪儿”,摊主可能会愣一下,然后告诉你:孩子,那里没有星球,只有一个脾气极差的巨兽。

银河正中心那个星球,其实根本不存在

我们先搞清楚“银河系中心”到底是啥

银河系的几何中心在一个叫人马座方向的位置,距离我们大约6万光年,这个点本身不是什么神秘地带,真正吓人的是住在那个点上的东西——天文学家管它叫人马座A*(那个星号读“star”,别问我为啥,老外的浪漫)。

它不是一个星球,它连恒星都不是。它是一个超大质量黑洞

我知道你听到“黑洞”俩字脑子里跳出来的画面——黑乎乎一团,啥都往里吸,但人马座A*这个黑洞有几个数据真能让你重新理解“恐怖”这个词:

质量 约430万个太阳质量
直径 约2,400万公里(比水星轨道还小一圈)
距离地球 约26,000光年
脾气 相对安静,但偶尔打个“饱嗝”能爆发出X射线耀斑

你想想,把430万个太阳塞进一个还没水星轨道大的空间里,那密度疯狂不疯狂?但更让我惊讶的是——它其实挺“安静”的,相比其他星系中心那些狂吞物质、喷射出数千光年喷流的黑洞,人马座A*简直算得上佛系,它只是偶尔吃一口路过的小倒霉气体云,打个嗝,继续打盹。

那“最靠近中心”的星球到底是什么样的

虽然正中心那个点上没有星球,但贴着它绕行的那些恒星,活得相当刺激,我翻资料看到有几颗编号特别简单的恒星——S2S0-2——它们绕着人马座A*转圈的速度快到你不敢相信。

S2这颗星,离黑洞最近的时候只有170亿公里左右,听着很远对吧?但那可是个430万太阳质量的怪物在拽它,S2在通过最近点的时候,轨道速度飙到每秒7,650公里——这速度,北京到上海的时间大概够你眨个眼。

  • S2的公转周期:大约16年,是已知绕银心黑洞公转周期最短的恒星之一
  • S0-2在2018年经过最近点:天文学家借此机会检验了爱因斯坦的广义相对论,结果爱因斯坦又赢了
  • 这些恒星轨道不是圆的:极度拉长的椭圆,像被一只无形大手甩来甩去

我有时候想,如果站在S2的某颗假想行星上看天空,会是啥景象——头顶上一片漆黑中悬着一个看不见的东西,但周围的星光全部被扯弯成弧形,整个星空像被一只手揉皱的纸,然后每16年,你离那个怪物最近的时候,时间流速真的会比你远处的朋友慢那么一丢丢。

这些“近心”恒星也被折磨得够呛

靠近黑洞的星区绝不是宜居带,那里充斥着强烈的紫外线和X射线辐射,恒星之间互相擦肩而过的频率高得多,时不时一颗恒星会被引力撕碎,变成一条细长的物质流,绕着黑洞转圈、加热、然后消失在事件视界里,天文学家管这叫“潮汐瓦解事件”,听着挺学术,其实这就是黑洞在吃星星

2011年的时候,Swift J1644+57这个事件被捕捉到——不过这次不是人马座A*干的,是另一个星系中心的黑洞,但同样的剧本在银河系中心随时可能上演,只是我们碰巧活在一个它比较安静的时代。

银河正中心那个星球,其实根本不存在

你可能会问:那我们怎么知道这些的

好问题,毕竟2.6万光年外那个地方,肉眼看不见,因为银河系的星际尘埃把可见光挡得严严实实,天文学家靠的是红外线和射电波段的观测

德国的莱因哈特·根泽尔和美国的安德烈娅·盖兹各自带领团队,从90年代开始用超大望远镜和凯克天文台,一颗一颗地追踪绕银河系中心旋转的恒星轨道,这活儿有多细呢——相当于你在上海盯着北京一盏路灯旁边飞来飞去的蚊子,跟踪它二十多年,描出它的飞行轨迹,然后反推出那盏路灯有多重,他俩因为这工作拿了2020年诺贝尔物理学奖

然后2022年,事件视界望远镜(EHT)公布了人马座A*的“照片”——其实不是传统意义上的照片,是射电波段重建出来的图像,那个橙红色甜甜圈一样的环,是黑洞周围被弯曲的光子和加热到几十亿度的等离子体形成的光子环,正中间那片黑,就是你能看到的最接近“无”的东西。

我第一次看到那张图的时候愣了几秒,怎么说呢,你知道那里有个430万倍太阳质量的东西,但看到它的“影子”时,还是会有一种奇怪的实感——我们这星系,从某种角度说,就是一个围绕着虚空旋转的巨大漩涡,而我们就住在这漩涡的一条不起眼的旋臂上,操心着明天的天气和晚饭吃什么。

银河系中心的“星球生活”大概啥样

假如——我是说纯脑洞大开地假如——银河系正中心不是黑洞,而真的有一颗星球,哪怕它体积像木星那么大,它也会在几分之一秒内被周围的引力差撕成碎片,黑洞的潮汐力在事件视界之外就已经强到可怕,任何有形状的东西靠得太近,结局都是一样的:变成一根细长的粒子面条,天体物理学家还真给这个过程起了个正经名字,叫“面条化”,你没听错,这是正式术语,英文叫spaghettification,我每次读到这个词都忍不住笑——顶尖科学家们坐在一起,严肃地讨论恒星被扯成意大利面的事情。

所以真实答案是:银河系最中心没有星球,只有一个超大质量黑洞,和一群绕着它疯狂转圈、随时可能被撕碎吃掉的恒星,我们能舒舒服服地待在这个离中心足够远的猎户座旋臂上,拿望远镜遥望2.6万光年外那片混乱地带,顺便感叹一下宇宙设计之精妙——这件事本身就已经够让人庆幸了。

想到这些的时候,我正端着杯已经凉透的咖啡,窗外是傍晚再普通不过的街道,忽然觉得,地球上这些我们以为天大的事,放到那个尺度下,连灰尘都算不上,但这并不让人沮丧,反而有点莫名的轻松。

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