下一代大型望远镜将能看到被重力透镜扭曲的单一恒星影像

银河系的中心有一个超大质量黑洞，被称为人马座A*（Sgr A*），它是在约20年前天文学家发现银河核心中存在许多高速恒星而被证实。 这些恒星的高速轨道运动暗示银心存在一个大质量致密天体，其质量高达太阳质量的四百万倍，全部集中在半径约1 AU的球体内。 这一观察结果让Andrea Ghez和Reinhard Genzel获得了2020年诺贝尔物理学奖。

银河系的超大质量黑洞距离我们约26，000光年，却比太阳系还小，目前的望远镜尚无法解析出它的面貌。 但未来下一代光学望远镜如詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST），将于2021年底发射;以及计划中的大型地面天文台，如三十米望远镜（TMT）、巨型麦哲伦望远镜（GMT）等将有机会透过重力透镜效应帮助解析出人马座A*附近的景象。

常见的重力透镜如遥远的星系团，对后方更深远的星系这类天体扭曲其影像。 但人马座A*的条件将有机会让科学看见单一恒星被重力透镜扭曲的影像。 为了观察到这些影像，望远镜必须具有高灵敏度（能够看到微弱的光源）和高角分辨率（能够区分两个非常接近的光源）。 下一代望远镜对低于24等的恒星具有更高的灵敏度，使得未来如JWST等任务有机会看到被人马座A*重力透镜扭曲的后方恒星。

最近研究团队计算了人马座A*后方有多少恒星足够亮，使得它们的分裂透镜图像在下一代望远镜的观测中被辨识出。 团队发现地面天文台如TMT、GMT等能够解析出一百多个目标，JWST则可能受限于太空望远镜平台的口径限制，无法拥有最佳的角分辨率来辨识出目标。

受限于银盘尘埃的阻隔，光学望远镜几乎不可能直接对人马座A*的光环成像，好在科学家有爱因斯坦留下的百年传家宝「广义相对论」，能透过重力透镜效应描绘出人马座A*的样貌。 （编译/虞景翔）

数据源：AAS NOVA

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