我們銀河系的中心是一個(gè)擁擠的地方：一個(gè)黑洞的重量是我們太陽(yáng)的400萬(wàn)倍，周?chē)袛?shù)以百萬(wàn)計(jì)的恒星以驚人的速度鞭打著它。這種極端的環(huán)境沐浴在強(qiáng)烈的紫外線和X射線輻射中。然而，在我們看來(lái)，大部分活動(dòng)是被大量星際塵埃所掩蓋的。

美國(guó)宇航局即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡旨在通過(guò)紅外光觀看宇宙，這是人眼看不見(jiàn)的，但是對(duì)于觀察被灰塵隱藏的天文物體非常重要。發(fā)射后，韋伯將收集穿透塵土的面紗的紅外光，以前所未有的細(xì)節(jié)揭示銀河系中心。

太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(STScI)的Roeland van der Marel說(shuō)：“即使從韋伯獲得的一張影像，也將是銀河系中心獲得的最高質(zhì)量的影像。”

地面和太空中的望遠(yuǎn)鏡為銀河系中心的居民提供了誘人的瞥見(jiàn)。天文學(xué)家已經(jīng)追蹤到繞黑洞運(yùn)行的恒星，其中一些恒星接近而足以檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論。但是，到目前為止，僅可檢測(cè)到最亮的恒星。

歐洲航天局和STScI的共同研究人員TorstenBöker說(shuō)：“我們只是從地面看到了冰山一角。韋伯將能夠研究微弱的恒星，并向我們介紹整個(gè)恒星的總數(shù)。”銀河系中心的第二個(gè)計(jì)劃研究將集中在光譜學(xué)上。

科學(xué)家們已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)低質(zhì)量的嬰兒恒星靠近超大質(zhì)量黑洞形成，其中一些距離它只有短短的光年。從理論上講，黑洞的巨大引力和惡劣的輻射環(huán)境會(huì)破壞任何氣體云，并防止其塌陷成恒星。然而，這些被稱(chēng)為原恒星的嬰兒恒星仍然存在。韋伯的觀察可能揭示出更多的原恒星，并可能提供線索說(shuō)明恒星如何在如此不可能的地點(diǎn)形成。

黑洞之謎

天文學(xué)家稱(chēng)為射手座A *(發(fā)音為A-star)的銀河系超大質(zhì)量黑洞也將落入韋伯的視線。它被一堆氣體和灰塵包圍，其中一些氣體不可避免地會(huì)掉入黑洞。當(dāng)黑洞吞下一團(tuán)物質(zhì)時(shí)，天文學(xué)家已經(jīng)觀察到了耀斑。但是，他們從未檢測(cè)到黑洞磁盤(pán)發(fā)出的光。

韋伯的數(shù)據(jù)還可以幫助解決星系形成的廣泛?jiǎn)栴}，例如長(zhǎng)期存在的“雞和蛋”問(wèn)題首先出現(xiàn)在星系或黑洞中。

一項(xiàng)研究的共同研究者STScI的杰伊·安德森(Jay Anderson)說(shuō)：“黑洞首先出現(xiàn)，恒星圍繞它形成嗎?恒星聚集在一起并碰撞形成黑洞嗎?這是我們要回答的問(wèn)題。”

此外，研究表明，銀河系中心黑洞的質(zhì)量與周?chē)阈堑目傎|(zhì)量有關(guān)，但這種關(guān)系的原因仍然未知。

“在黑洞附近存在這種質(zhì)量相關(guān)性的線索嗎?還是最近的恒星形成消除了過(guò)去可能發(fā)生的跡象?”韋伯(Webb)NIRCam儀器的首席研究員，亞利桑那大學(xué)的瑪西婭·里克(Marcia Rieke)補(bǔ)充說(shuō)。

偶然的可能性

最終，韋伯的觀察結(jié)果中最令人興奮的結(jié)果可能是意料之外的。例如，韋伯可能會(huì)發(fā)現(xiàn)不尋常的恒星?；蛘撸f伯可能會(huì)發(fā)現(xiàn)注定要被重力撕裂的氣體云。

范德馬雷爾說(shuō)：“我們希望看到不尋常的事物，例如一顆恒星被吞噬。”

理想情況下，這些對(duì)銀河系中心的初步研究將為未來(lái)的韋伯觀測(cè)提供依據(jù)。通過(guò)回顧幾年的銀河系中心，天文學(xué)家可以對(duì)該空間的混亂區(qū)域有了新的認(rèn)識(shí)。

里克說(shuō)：“在銀河系的中心發(fā)生了許多有趣，奇怪的事情。我們想找出我們自己正在發(fā)生的事情。”

此處描述的觀察將作為Webb的保證時(shí)間觀察(GTO)程序的一部分。GTO計(jì)劃為與NASA合作在Webb開(kāi)發(fā)過(guò)程中完善Webb的科學(xué)和儀器功能的科學(xué)家提供了專(zhuān)用時(shí)間。