錢卓發現銀河系中心的黑洞周圍有小行星牧場

銀河系中心有個重達數十億倍太陽質量的超大質量黑洞。天文學家最近根據錢卓X射線觀測衛星的資料，發現這個黑洞可能正在蒸發或吞噬小行星，以致時常發生閃光（flare）現象。

錢卓觀察位在銀河系中心的超大質量黑洞—人馬座A*（Sagittarius A*, Sgr A*）已數年，約每天會偵測到一次人馬A*發生的X射線閃光現象，每次閃光現象會持續數小時，使黑洞亮度比平常亮幾倍到100倍左右。歐南天文台（ESO）位在智利的超大望遠鏡（Very Large Telescope）在紅外波段也觀察到類似的閃光現象。

英國列斯特大學（University of Leicester）Kastytis Zubovas等人研究錢卓觀測資料，提出一個大膽的解釋，認為緊鄰人馬A*之處或許為數龐大的小行星聚集，三不五時墜入人馬A*的小行星正是造成閃光現象的主要原因。相關論文發表在英國皇家天文學會月刊（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）中。

　　Zubovas等人認為人馬A*附近可能有一片由數百兆顆小行星和彗星組成的大型雲團，這個雲團可能是某顆被超大質量黑洞從它們的母恆星周圍掠奪來的。當小行星靠近黑洞附近的恆星或行星時，小行星的軌道可能會被改變，因而走向被黑洞吞噬的死亡之途。當小行星距離黑洞約1億6000萬公里以內時（約相當於太陽到地球的距離），小行星就會被超大質量黑洞強大的潮汐力給撕得粉碎，碎片在朝人馬A*奔去時，因摩擦而被加熱到極高溫狀態，繼而被蒸發殆盡，如同流星體進入地球大氣時的狀況一樣。此時從錢卓就會觀測到一個閃光現象，這些小行星的殘骸，無論蒸發與否，最終都會被黑洞吞噬掉。

這些天文學家假設黑洞周圍的恆星所擁有的小行星數量，與鄰近地球的其他恆星周圍所擁有的小行星數量相當，則從錢卓資料估算會引起錢卓可見的X射線閃光現象的小行星，半徑約在10公里以上；比這個估算值小的小行星所引起的X射線閃光太過微弱而昏暗，很難偵測到。在人馬A*100多億年的生命期中，恐怕已經吞噬過上兆顆小行星，不過這僅佔了人馬A*周圍所有小行星的小一部份而已，這樣說來，好像一直有源源不絕的小行星、隨時等待黑洞食用一樣。

靠近人馬A*的行星也會被強大的潮汐力撕扯成碎片，但行星的數量遠小於小行星，因此行星被扯碎的頻率低得多了。不過這可以解釋人馬A*偶一為之的X射線閃光增亮了100萬倍的事件，或許約1世紀之前就曾有過一次，只是當時距離X射線望遠鏡發明還有幾十年，因此沒有相關觀測資料；但是錢卓和其他X射線太空任務，觀測到這個爆發被鄰近雲團反射的X射線餘暉（light echo），並據此測量當初爆發時的亮度和發生的時間點。

Zubovas等人預計將在2012年稍晚，利用錢卓對人馬座A*做長時間曝光觀測，以期取得更新、更精確的訊息，瞭解這些閃光事件的發生頻率和亮度改變幅度，藉以修正他們關於X射線閃光是由小行星引發的理論模型，並進一步瞭解在人馬A*周圍如此嚴酷的環境下，小行星和行星究竟會如何形成。

資料來源:NASA’s Chandra Finds Milky Way’s Black Hole Grazing on Asteroids[2012.02.08]

轉載自台北天文館之網路天文館網站