天 文 新 知|
在 秋 冬 漆 黑 的 夜 空 中 ， 你 可 以 在 仙 女 座 附 近 ， 隱 約 看 到 一 團 寬 度 足 以 和 滿 月 比 肩 的 模 糊 雲 氣 ， 這 就 是 著 名 的 M 31 仙 女 座 大 星 系 ( 梅 西 耶 星 表 第 31 號 天 體 ) 。 雖 然 仙 女 座 大 星 系 晦 暗 難 辨 ， 但 它 可 是 人 類 肉 眼 所 能 看 見 最 遙 遠 的 天 體 之 一 。 M 31 距 離 我 們 230 萬 光 年 ， 和 人 類 身 處 的 銀 河 系 非 常 相 似 ， 是 最 接 近 我 們 的 姊 妹 星 系 。 由 於 它 與 銀 河 系 在 結 構 和 大 小 方 面 相 若 ， 對 兩 者 進 行 比 較 研 究 ， 是 極 饒 有 趣 味 和 意 義 的 。 和 銀 河 系 一 樣 ， M 31 是 一 個 旋 渦 星 系 ， 中 央 部 分 密 布 老 年 恆 星 。 科 學 家 估 計 其 中 心 擁 有 幾 百 萬 顆 恆 星 ， 但 由 於 它 們 匯 聚 在 一 細 小 區 域 ， 就 算 用 地 面 大 型 望 遠 鏡 來 觀 測 ， 中 心 區 域 的 星 光 也 會 混 然 成 一 個 大 光 點 ， 很 難 被 分 解 開 來 。 直 至 1993 年 ， 一 組 天 文 學 家 利 用 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 的 高 解 像 力 ， 終 發 現 了 M31 的 中 央 部 份 原 來 竟 有 兩 個 核 心 。 大 部 分 星 系 ( 包 括 我 們 的 銀 河 系 ) 的 中 心 可 能 存 在 著 一 個 龐 大 的 黑 洞 。 黑 洞 是 一 種 具 有 強 大 引 力 的 天 體 ， 引 力 之 大 即 使 光 線 也 不 能 逃 脫 。 雖 然 在 理 論 上 黑 洞 是 看 不 見 的 ， 但 是 天 文 學 家 可 藉 著 研 究 它 附 近 恆 星 的 運 行 軌 跡 ， 來 偵 察 它 的 存 在 。 天 文 學 家 估 計 ， M31 中 央 的 黑 洞 ， 質 量 約 為 太 陽 的 3000 萬 倍 。 當 物 體 被 強 大 的 引 力 扯 進 黑 洞 時 ， 它 們 的 溫 度 會 上 升 至 數 百 萬 度 ， 因 而 釋 放 出 X 射 線 。 假 若 星 系 中 央 的 能 量 真 的 源 自 黑 洞 ， 我 們 理 應 可 以 測 量 到 它 周 圍 所 發 射 的 X 射 線 。 天 文 學 家 利 用 太 空 中 的 X 射 線 望 遠 鏡 ， 已 經 在 宇 宙 中 發 現 了 大 量 的 X 射 線 源 。 然 而 在 過 去 二 十 年 來 ， X 射 線 探 測 器 的 空 間 分 辨 率 始 終 及 不 上 可 見 光 波 段 的 望 遠 鏡 ， 因 此 天 文 學 家 往 往 很 難 在 恆 星 密 布 的 區 域 內 ， 證 認 出 究 竟 是 那 個 天 體 發 射 出 X 射 線 。 時 至 今 日 ， 美 國 太 空 總 署 的 錢 德 拉 X 射 線 天 文 台 已 經 改 變 了 這 種 情 況 。 這 個 天 文 台 具 備 低 於 一 角 秒 的 分 辨 率 ， 精 確 程 度 足 以 和 地 面 光 學 望 遠 鏡 媲 美 ， 解 決 了 一 直 以 來 對 應 天 體 證 認 困 難 的 問 題 。 錢 德 拉 天 文 台 於 1999 年 發 射 後 ， 在 短 短 6 個 月 內 已 取 得 不 少 重 要 成 果 ， 而 它 其 中 一 個 重 點 觀 測 目 標 便 是 M 31 。 事 實 證 明 ， 錢 德 拉 天 文 台 的 高 分 辨 率 是 研 究 M 31 所 不 可 或 缺 的 , 利 用 這 個 利 器 ， 科 學 家 成 功 在 M31 中 央 區 域 找 到 大 量 個 別 的 X 射 線 源 ， 更 重 要 的 是 ， 這 個 星 系 的 中 心 終 於 可 在 X 射 線 波 段 被 剖 析 ， 而 這 區 域 當 中 的 複 雜 程 度 使 天 文 學 家 為 之 著 迷 。 在 M 31 的 兩 個 核 心 附 近 ， 錢 德 拉 天 文 台 找 到 兩 個 勉 強 可 堪 分 辨 的 X 射 線 源 。 不 過 ， 由 於 兩 個 X 射 線 源 之 間 的 距 離 已 達 儀 器 分 辨 率 的 極 限 ， 所 以 科 學 家 對 其 核 心 附 近 的 X 射 線 源 ( 即 其 中 心 可 能 存 在 的 大 質 量 黑 洞 ) 的 正 確 位 置 仍 有 很 大 的 疑 問 。 在 進 行 首 次 觀 測 兩 年 後 ， 我 們 對 M31 所 知 的 已 增 進 不 少 。 由 米 高 • 迦 西 亞 和 本 人 率 領 的 一 組 天 文 學 家 ， 最 近 拍 攝 了 M31 的 深 空 X 射 線 影 像 ， 從 而 更 準 確 地 定 出 X 射 線 源 的 位 置 。 這 總 計 曝 光 11 小 時 的 M31 影 像 是 由 年 半 以 來 錢 德 拉 天 文 台 的 累 積 觀 測 成 果 所 組 成 ， 當 中 顯 示 了 大 量 微 弱 的 X 射 線 源 。 值 得 注 意 的 是 ， 在 核 心 附 近 兩 個 發 出 X 射 線 的 球 狀 星 團 ， 這 兩 個 星 團 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 也 可 觀 測 得 到 ， 這 樣 我 們 便 可 把 相 同 天 區 的 X 射 線 及 可 見 光 影 像 互 相 比 對 ， 從 而 得 出 較 以 前 準 確 十 倍 的 相 對 位 置 。 比 對 結 果 令 人 十 分 鼓 舞 ， 因 為 其 中 一 個 可 見 光 星 系 核 心 的 位 置 ， 幾 乎 和 一 個 X 射 線 源 完 全 重 壘 ， 這 意 味 著 星 系 中 心 確 實 存 在 著 黑 洞 。 然 而 ， 這 個 X 射 線 源 的 強 度 十 分 微 弱 ， 使 天 文 學 家 們 大 惑 不 解 。 錢 德 拉 天 文 台 在 未 來 數 年 將 進 行 更 多 的 觀 測 ， 希 望 能 解 開 M31 內 龐 大 黑 洞 之 謎 。
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