Sag A*與M87*和水星的軌道相比。鳴謝:uux.cn/EHT協(xié)作
（神秘的系的星地球uux.cn）據(jù)《今日宇宙》（布萊恩·科柏林）：在我們銀河系的中心，有一個巨大的質(zhì)量黑洞。它被稱為人馬座A*，黑洞質(zhì)量為420萬個太陽，銀河有伴距離地球大約只有27000光年。系的星Sag A*是質(zhì)量最近的超大質(zhì)量黑洞，也是黑洞我們直接觀測到的僅有的兩個黑洞之一。它離我們?nèi)绱酥y河有伴以至于我們甚至可以讓眼冒金星近距離地繞著它轉(zhuǎn)。系的星其中一些恒星我們已經(jīng)觀察了20多年，質(zhì)量這意味著我們非常了解它們的黑洞軌道。我們已經(jīng)使用這些軌道來確定Sag A*的銀河有伴質(zhì)量，但一項新的系的星研究著眼于一個不同的問題:我們星系的黑洞有伴星嗎？
大多數(shù)星系包含一個超大質(zhì)量黑洞，一些星系包含兩個。質(zhì)量這是由星系合并引起的，一個星系的黑洞被另一個星系捕獲。我們從觀測中知道，我們的星系沒有兩個超大質(zhì)量黑洞。可能有恒星質(zhì)量的黑洞圍繞著Sag A*運行，但是目前的觀測還不足以探測到它們。另一種可能是，有一個中間黑洞圍繞著Sag A*運行，這是這項工作的重點。
中等質(zhì)量黑洞(IMBH)的質(zhì)量在幾百到幾千個太陽之間。它們不是由大質(zhì)量恒星的坍縮形成的，也不是星系的引力種子。它們只是最近才通過黑洞合并的引力波被發(fā)現(xiàn)，所以它們還沒有被很好地理解。我們甚至不知道它們有多普遍。但是，如果一個IMBH軌道Sag A*，它的引力將會影響附近同樣圍繞我們的超大質(zhì)量黑洞運行的恒星的軌道。
在這項研究中，可在預(yù)印本服務(wù)器arXiv上獲得，該團隊研究了一顆名為S0-2或S2的恒星的軌道。它有一個最接近Sag A*的軌道，軌道周期只有16年。它圍繞黑洞的軌道如此之近，以至于在計算它的軌道時，你需要將廣義相對論考慮在內(nèi)，而且我們有超過二十年的觀測數(shù)據(jù)。如果附近有IMBH軌道，S0-2應(yīng)該會受到它的影響。
該小組發(fā)現(xiàn)，在觀測的限度內(nèi)，沒有證據(jù)表明S0-2的軌道上存在引力擾動。這并不意味著這個區(qū)域沒有中等質(zhì)量的黑洞，但是如果它確實存在的話，它確實為質(zhì)量設(shè)定了一些上限。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，如果一個假設(shè)的IMBH在S0-2軌道之外運行，比如軌道半徑在1,000 AU到4,000 AU之間，那么它的質(zhì)量不會超過1000到10000個太陽。如果有一個IMBH繞著比S0-2更近的Sag A*運行，那么它的質(zhì)量不會超過400個太陽。
這些并不是嚴格的約束，但它們確實證實了人馬座A*周圍沒有大型中間黑洞。如果它有一個較小的IMBH伴星，它目前超出了我們的探測能力。