深空電報
銀河系中心的黑洞有多大？我們是如何測算的？
人類賴以生存的地球，位於銀河系獵戶座旋臂邊緣的太陽系中，從人類仰望星空開始一直都在探索，特別是我們所在的銀河系，更是付出了難以想象的努力，當然我們現在已經知道，銀河系的中心是一個黑洞，但它是如何發現的，它的質量又是根據什麼原理計算出來的，請跟隨本文來作個簡單的瞭解！
一、銀河系認知簡史
曾經我們以為太陽就是銀河系的中心，這和當年的地心說如出一轍，因為地球的自轉以及觀測設備的精度所限，我們觀測到銀河系的中心是太陽系也屬正常，但隨著觀測數據的積累、技術的提升，漸漸發現銀河系是一個龐大的星系，直徑高達10萬光年（最新觀測認為銀河系直徑達20萬光年），是一個棒旋星系。
整個銀河系包括了1000-4000億顆恆星，太陽系則位於獵戶座懸臂的邊緣，距離銀心約為2.6萬光年！
銀河系在棒旋星系中屬於SBb型，即有多條旋臂的棒旋星系，而銀心則由於銀盤面上塵埃的遮擋，影影綽綽一直都看不清楚。
二、黑洞是怎麼發現的，銀心黑洞又是怎麼發現的？
黑洞曾經是相對論中預言的天體，當然在今年4月10日晚公佈的M87*黑洞已經讓各位親眼目睹到5500萬光年外M87星系中心的黑洞模樣，但第一個黑洞是怎麼發現的，銀心黑洞又是怎麼發現的，也許可能並不清楚，我們簡單來了解下。
1、天鵝座X-1黑洞
這是位於天鵝座方向一個雙星系統，是最早被認為是黑洞的系統之一，它在1965年被發現，是一個超強X射線源！它的發現要得益於附近的一顆藍超巨星，這是一顆質量約為太陽20-40被，直徑超過2500萬千米，光譜為B0，星等為8.9等的變星！
而在它的附近有一個緻密天體，一直通過它的洛希瓣在吞噬這顆藍超巨星的氣體，天文學家也是其吞噬物質時候發出的超強X射線發發現這個緻密天體，根據受到的擾動，天文學家計算出這個看不見的緻密天體的質量為太陽的8.7倍，奧本海默極限以上的天體都將坍縮成黑洞，因此這就是天鵝座X-1黑洞的來歷。
上圖是天鵝座X-1的射電成像圖，左側是一團稠密星際塵埃雲，左側X-1黑洞的強大噴流已經在這團塵埃雲中吹出了一個“氣泡”！
2、銀心黑洞
儘管科學家一直都猜測銀河系中心是一個巨大的黑洞，因為只有黑洞的質量才能HOLD住整個銀河系超過數千億個小兄弟，但懷疑歸懷疑，科學是講究證據的！當然隨著X射線望遠鏡技術的成熟，銀心黑洞Sgr A*黑洞也逐漸露出猙獰的面目！
與銀道面附近的天鵝座不一樣，銀心的塵埃帶更為厚實，在很多銀心區域的星野照片中，我們就能發現銀心區域那些斑斑駁駁的的畫面，如下圖所示：
各位可不要認為銀心就是這樣哦，只是因為銀盤慢上環繞銀心的塵埃帶，太陽系位置望向銀河系中心，中間相隔2.6萬光年的星際塵埃，那個密不透光，即使密集的銀心光線也無法穿透！
但X射線天文的出現拯救了天文學家，它超強的穿透力得以穿過高達2.6萬光年的銀盤面塵埃帶，被在近地軌道上運行的X射線觀測衛星發現！
上圖是銀心黑洞Sgr A*在2013年一次X射線耀斑爆發前後的動圖對比，我們可以根據其X射線爆發的強度推斷出銀心黑洞一直在吞噬物質 ！
三、銀心黑洞的質量是根據什麼原理測算的？
看不見的銀心我們很難計算它的質量，因為它沒有一顆供它吞噬的巨大伴星，因此從引力擾動的基礎上基本就已經把路子堵死了！但比較幸運的是天文學家觀測到有數十顆恆星在圍繞銀心這個看不見的黑洞公轉！
上圖是ESO去除了銀心塵埃干擾後恆星圍繞銀心公轉的示意圖，理論上我們可以根據任意一顆恆星，通過萬有引力定律即可計算出銀心的質量，公式如下：
理論上我們只要獲知幾個參數即可：
1、恆星和黑洞之間的距離
2、恆星的質量
3、恆星的公轉軌道與速度
通過公轉軌道與速度測算出恆星的“離心力”=相互之間的引力F，再從距離推算出黑洞的質量，但恆星在核球處同樣受到塵埃帶的影響，因此準確測得相關參數這非常關鍵！
對銀心附近恆星的觀測。實心圓圈為已經觀測到的恆星位置，虛線則由觀測結果推算出的恆星軌道。我們可以看到迄今位置只有S2完成了繞銀心轉動一週的運動！
請注意上圖淡藍色的軌跡，從1996-2016這21年中的15年內就已經完成了一次閉合公轉，VLBI(甚長基線干涉測量技術)在1.3毫米至0.87毫米的波長上對銀心附近20顆亮星進行了高分辨率的觀測，其中這顆閉合公轉的恆星S2對我們計算銀心質量提供了極大的幫助，因為S2是唯一一顆在我們觀測週期之內完成公轉的恆星！
天文學家根據取得觀測數據，計算出銀河系中心黑洞Sgr A*黑洞的質量為太陽的430萬倍，比早先觀測計算的400萬倍稍高一些！
四、VLBI（甚長基線干涉測量）技術
上文說到了VLBI技術，簡單的說就是把幾個小望遠鏡甚至是陣列用VLBI技術連起來，達到一個超大口徑望遠鏡的觀測效果，儘管它用的是在分辨率更低的電磁波段，但它使用更容易製造大口徑與同步觀測的射電望遠鏡，對目標進行超大口徑的精細化觀測！值得一提的是今年4月10日對M87*黑洞的成像用的就是VLBI技術！
上圖是對銀心觀測時的VLBI陣列，其實銀心黑洞的“曝光”早已結束，只不過M87*黑洞先處理了而已，對於Sgr A*黑洞的實體圖像是指日可待的！
星辰大海路上的種花家
在回答這個問題之前，咱們先來了解一下銀河系，銀河系是一個擁有四條旋臂的棒旋星系，自內到外由銀心、銀核、銀盤、銀暈、銀冕組成，銀河系中央區域多數為老年紅色恆星，
以白矮星為主，外圍區域多為新生和年輕的恆星，利用放射性年齡測定法即核紀年法測定銀河系中的老年恆星年齡為145億歲，誤差上下20億歲，基本與宇宙138億歲年齡相當。銀河系直徑大約10萬光年，其中銀核直徑為2萬光年，
我們太陽位於其中獵戶支臂上，距銀心2.6萬光年。銀河系大約有 1000億――4000億顆恆星，還有大量的星團、星雲以及大量的星際氣體和星際塵埃，整個可觀測銀河系總質量約為2100億個太陽質量，其中全部恆星質量約為1000億個太陽質量，這是我們銀河系的基本情況。
在銀河系的中心有一個超重黑洞（人馬座A*），位於人馬座A，是銀河系最強的射電源，每11分鐘旋轉一圈。質量大約為440萬個太陽質量，體積半徑小於67億公里。所有的恆星系都圍繞銀心公轉，大家千萬不要誤會：所有的恆星並不是圍繞這個黑洞在轉，因為它雖然比太陽大得多，但比起整個銀河系而言太小了，不足以擔當中心天體的重任，只不過它恰巧處於銀心區域而已（實際上只有它鄰近的少量恆星在高速繞轉它，其中有一個名為S2的恆星軌道速度達到5000公里/秒，週期為15.2年。這是表明這個人馬座A*是個超大質量黑洞的有力證據。），而所有的恆星是圍繞銀心在轉。不過大家還要注意：整個銀河系的質量並不是集中在中心，在銀河系邊緣有大量的暗物質，理論上距中心大質量天體越遠的恆星運動速度應該越慢，可實際上人們發現銀河系邊緣恆星的運動速度比根據銀河系質量理論上計算的要大的多，於是人們猜測銀河系一定存在看不見的暗物質，且處於銀河系邊緣。理論計算銀河系總質量為10000億個太陽質量，去掉可觀測銀河系質量2100億個太陽質量，暗物質約有8000億個太陽質量。
現在可知每個星系中心都有超大質量黑洞，質量約佔星系的0.5%，咱們銀河系中心的這個黑洞質量也不算特別突出，目前已知最大的黑洞是位於北天極附近的類星體Ton618中的超級黑洞，質量為660億個太陽質量，體積半徑3840億公里。
物原愛牛毛1
天文學家已經宣佈他們已經收集了位於銀河系中心黑洞新數據。當科學家們將ALMA望遠鏡加入到用於研究黑洞的望遠鏡陣列中時，他們發現這個名為人馬座A（SGR A）的超大質量黑洞的無線電發射源位於一個比先前所認為更小的區域。
這一發現可能表明，來自Sgr A的無線電噴射方向幾乎直接指向地球。更多地瞭解Sgr A的挑戰在於它有一團熱氣體阻止科學家捕捉到清晰的圖像。通過將ALMA望遠鏡添加到射電望遠鏡網絡中，科學家瞭解了這個黑洞更多信息，該團隊已經能夠確定阻擋我們從地球觀察的光散射確切屬性。去除大部分散射效應使得獲得黑洞周圍的第一張圖像成為可能。通過觀察光和熱氣體，研究小組已經確定了發射區域如此之小，以至於輻射源可以直接指向地球。觀測到的無線電頻率為86GHz。
該團隊表示，大部分無線電發射來自一個只有3億分之一度的區域，他們注意到該源具有不對稱的形態。該團隊的一名科學家表示，這可能表明無線電是由一個充滿氣體的圓盤發射而非無線電輻射源產生，但現在還沒有確定的答案。Srg A是距離地球最近的超大質量黑洞，重約400萬太陽質量。儘管是距離地球最近的超大質量黑洞，但它卻離地球非常遠。科學家說，它在天空中的表觀尺寸不到1億分之一度，就像從地球上看月球上的網球一樣。
cnBeta
先強烈DISS其他回答：“銀河系中心是一顆超大質量黑洞，質量可以達到太陽質量的400萬倍，超強的引力讓它控制著整個銀河系的運行秩序！”，這是缺乏起碼常識的胡說八道。
（銀河系的心臟 人馬座A）
銀河系中心黑洞的質量（約400萬太陽質量）和銀河系的質量（約100億太陽質量，可見物質，不包括暗物質）以及尺度（直徑十萬光年）相比是微不足道的。銀河系雖然也是繞中心旋轉的，但是和太陽系這種繞一質量極大的中心天體旋轉的系統是完全不同的。考慮到引力傳播的延遲性，這個問題是很複雜的，但絕不存在“超強的引力讓它控制著整個銀河系的運行秩序”的可笑說法，而且實際上，銀河系周圍暗物質還在其中發揮很大的作用（單憑銀河系可見物質完全控制不住外圍恆星的旋轉啊）。只是在短距離內，銀河系中心黑洞是可以讓恆星以開普勒定律繞它旋轉的。
銀河系的總質量為10000億個太陽質量，其中銀河系全部恆星質量總和為1000億個太陽質量，還有星團星雲塵埃大約400萬個太陽質量，比起銀河系中的暗物質根本不算什麼
補充：銀河中心是黑洞，是觀測得出的一個結論，人馬座A區域有一個強大的射電源，並且有恆星圍繞其運轉，軌道週期只有15年，近拱點離射電源估計只有120AU，最大速度每秒5000km。這樣估計下來這個射電源的質量是太陽的400萬倍，所以推測這是一個黑洞。
戰時燈火
銀河系是一個有著數千億恆星的龐大星系，這個星系的最初引力源就來自於星系中心的黑洞，天文學家們通過觀測並且計算發現銀河系中心黑洞人馬座a*的質量大約相當於431萬個太陽，它也是銀河系中質量最大的單一天體，從體積上來看，它的事件視界直徑大約為4400萬公里，相當於3萬個太陽的體積。
如今的天文觀測技術已經有了很大的進步，大致能看到銀河系中心的天體運行情況，但是由於黑洞本身是不發光的，所以想直接觀測銀河系中心黑洞是很難的，不過由於它質量非常大，所以它的引力也很大，其引力場影響了周圍的很多恆星級天體，天文觀測發現有數千個這樣的天體直接受到它的引力影響，並且直接圍繞它運行，由於這些恆心，都是發光的，天王學家們大致可以判斷出其質量大小，然後根據這些恆星與銀河系中心黑洞人馬座a*的引力效應去計算出人馬座a*的質量大小，由此才有了人馬座a*的質量和體積數據。
如果人馬座a*不吸收其他天體物質，那麼黑洞的本質會使得它是不可見的，任何再先進的望遠鏡也無法看到它，因為望遠鏡都需要在某些電磁波波段去觀察某些天體，如果黑洞不發出任何電磁波，那麼它就是完全隱身的，不會被看到。
好在銀河系中心的物質夠豐富，黑洞強大的引力使得一些物質向它靠攏，並被它加速到提高的速度，而且這些物質在黑洞強大的引力下被撕扯成基本粒子，這些物質在圍繞黑洞旋轉的過程中相互間的碰撞也激發出了巨大的能量，這些能量的釋放使得黑洞的事件視界之外十分明亮，因此作為一種天體的黑洞並非是不可見的，有的黑洞還是非常明亮的，比如已知宇宙中最亮的單一天體Ton618類星體，就是一個巨型黑洞，它發出的光都是它周圍的吸積盤發出來的。
近日有外媒報道美國加州大學洛杉磯分校的天文學家們利用夏威夷的凱克天文望遠鏡發現了銀河系中心黑洞在亮度上的巨大變化，在今年的5月13日那天，人馬座a*在兩個小時的時間中突然變亮了75倍，這是之前從未看到的事情，這標誌著銀河系中心黑洞很可能在短時間中吸收了大團的物質。
科學家們分析後發現這亮光可能來自於黑洞周圍的G2和S2兩個天體與銀河系中心黑洞的交互作用，其中G2被認為是一片氣體雲，2014年時它曾在距離人馬座A*不到36光時（光速奔跑36小時的距離）處掠過；
S2則是銀河系中心區域的一顆著名恆星，2018年5月時，S2曾運行到距離人馬座A*僅17光時處。
由於距離銀河系中心太近，它們都有可能被黑洞撕裂一部分吃掉，當其被撕裂的部分位於黑洞的吸積盤位置的時候，光度就會陡然增加。所以銀河系中心黑洞突然變亮，很可能是如上兩個天體已遭遇不測，這是激發黑洞變量的最有可能的因素。
科普大世界
銀河系中心黑洞不可能只有一個，而是很多個，最大的那一個質量是太陽質量的400萬倍以上。
研究小組通過對錢德拉太空望遠鏡的觀測數據研究發現在銀河系中心人馬座A*附近至少存在300多個恆星級黑洞，以及大約10000個孤立的黑洞。而這僅是猜測的部分，在銀河系中心可能擁有多達幾萬個小型黑洞。
人馬座A*可能是最大的那一個，其視界直徑達4400萬公里，差不多是從地球到火星時最近的距離了，這是一張長著4400萬公里長的傾盆大口。
黑洞是不會被看見的，所以觀測那裡空無一物，但是黑洞周邊的事物卻很詭異，比如恆星的運轉軌道，如下：
可以看出恆星在靠近中心“空無一物”的地方時，速度明顯加快，遠離時速度變慢，就證明那裡存在一個看不見的緻密天體，答案就只能是黑洞了。
個人淺見，歡迎評論！
科學船塢
在銀河系中心的超大質量黑洞被稱作人馬座A*，質量大約是太陽的430萬倍。這個黑洞的半徑大約為2200萬千米，即0.147天文單位，相當於太陽和地球平均距離的七分之一。天文學家發現人馬座A*是一個無線電源，這是由一些氣體和塵埃在落向這個黑洞的過程中被加熱所產生的。而在這個黑洞周圍，還存在一些繞行速度極高的恆星，軌道速度高達5000千米/秒，相當於光速的六十分之一，這是表明人馬座A*是一個超大質量黑洞的最有力證據。據估計，由於霍金輻射，人馬座A*會輻射出微不足道的溫度，大約為10^-14開氏度。此外，整個銀河系中的恆星並不是因為人馬座A*的引力而圍繞銀心旋轉，因為這個黑洞的質量與整個星系的質量相比微不足道。銀河系的質量中心位於銀心，這才是恆星繞銀心運動的原因，人馬座A*只是恰好位於銀心罷了。
在宇宙中，有些超大質量黑洞的質量遠大於人馬座A*，可以達到太陽質量100億倍以上。例如，在超巨橢圓星系Holmberg 15A的中心存在一個質量為太陽100億倍的超大質量黑洞。而目前已知質量最大的黑洞是TON 618，其質量達到了太陽的660億倍。
人馬座A*是一個相對寧靜的超大質量黑洞，而宇宙中還存在一些十分活躍的黑洞，它們被稱作類星體。在這些黑洞周圍，圍繞著高速旋轉的氣體和塵埃，物質的劇烈摩擦釋放出了極強的電磁輻射，足以覆蓋它所在的整個星系，使其即便在宇宙深處也能從地球上被觀測到。例如，TON 618就是一個類星體，這是一個極其明亮的類星體，亮如140萬億個太陽。
火星一號
答：銀河系中心黑洞大約是430萬倍太陽質量，名稱“人馬座A*”，距離地球2.6萬光年，黑洞的史瓦西半徑約1270萬公里。
在地球上，普通望遠鏡是無法直接觀測到銀河系中心區域的，因為在之間存在大量的星際塵埃的氣體，科學家通過X射線望遠鏡和射電望遠鏡，才得以看到銀河系中心周圍的恆星分佈情況。
經過長達十多年的追蹤，科學家發現銀河系中心周圍的恆星運動速度極快，是太陽系繞銀河系公轉速度的五十多倍，而且他們都在繞著一個共同的“未知天體”運動，就好像所有恆星都在繞著“一片虛無”運動一般。
科學家計算了各恆星的繞行情況，計算出這個未知天體的質量，大約是太陽質量的430萬倍，在現有理論中，唯有黑洞可以達到如此巨大的質量，而且該天體不發光也正是黑洞的獨特性質。
於是，科學家可以確定地說，在銀河系中心，就是一個超大質量黑洞；而且在銀河系中心附近，恆星分佈非常密集，這些恆星普遍年齡較大，還分佈著許多中子星、白矮星和小型黑洞。
相對於其他大星系，銀河系中心黑洞還不算大，比如：
（1）距離銀河系最近的大星系——仙女星系，其中心黑洞質量是太陽質量的3300萬倍；
（2）距離地球2939萬光年的草帽星系，其中心黑洞質量是太陽質量的10億倍之多；
（3）距離地球104億光年的黑洞Ton 618，是人類目前發現質量最大的黑洞，質量是太陽的660億倍，史瓦西直徑有3840億公里，是日地距離的2500多倍。
好啦！我的答案就到這裡，喜歡我們答案的讀者朋友，記得點擊關注我們——艾伯史密斯！
艾伯史密斯
千百年來橫貫夜空的銀河給人類帶來無限的遐想，隨著天文學的進步，我們知道了太陽系身處於銀河系之中
銀河系是一個最少由2000億顆恆星組成的星系，這些恆星都圍繞著銀河系中心旋轉，科學家觀測發現，在銀河系的中心位置存在著一個430萬倍太陽質量的超級黑洞“人馬座A*”，那麼人馬座A*黑洞究竟是如何被發現，又如何測定其質量的呢？ 
答案要從銀河系本身的結構說起，目前科學界普遍認為銀河系直徑長達16萬光年，由銀心、銀核、銀盤、銀暈和銀冕組成，我們坐落於獵戶座臂上，距離銀河系中心足有2.6萬光年之遙。 如此遙遠的距離加上塵埃帶的阻擋使得光學望遠鏡無法看到銀河系中心的景象，因此只有使用穿透力更強的x射線望遠鏡才能突破塵埃帶，看到超大質量黑洞“人馬座A*”。
2012年，錢德拉太空望遠鏡觀測到人馬座A*迄今為止最明亮的耀斑爆發，此次爆發的強度也證明了人馬座A*一直在不斷吞噬周圍物質來壯大自己的質量。
相比於黑洞的發現，測定其質量顯然更為困難，從1996年到2016年，歐洲南方天文臺對銀河系中心數十顆繞人馬座A*公轉的恆星軌道進行了持續觀測，其中一顆編號為S2的恆星用了15年的時間完成了繞人馬座A*的一次閉合公轉。 
天文學家根據S2恆星的公轉速度以及與黑洞的位置通過萬有引力最終計算出，人馬座A*的質量相當於430萬顆太陽！
宇宙探索未解之迷
銀河系中心有黑洞基本沒有多大爭議，關鍵現在還不確定黑洞的數量。科學家保守估計也得數萬個黑洞。除了銀河系，天文學家認為質量較大的星系中心一般都有超大型黑洞。
當然，銀河系中心是黑洞的孕育地，這裡天體密度最大，也有大量可供黑洞吞噬的“食材”。
黑洞中心的超級大黑洞有時也被認為是人馬座A*。但是最新的研究發現，人馬座A*只是人馬座A裡面的一個緻密電磁輻射源，其旋轉週期大約十分鐘 ，所以有的科學家認為人馬座A*只是距離這個超級黑洞很近而已，而並不是處於這個黑洞之中，要不然也不會發射出強烈的輻射源。科學根據距離超級黑洞視界周圍的人馬座A*發出的輻射以及引力透鏡可以間接地研究這個超級黑洞，當然我們現在多了一個新的工具研究它，那就是引力波。
科學家曾大膽估計，銀河系中心的黑洞質量下限起碼是太陽質量的400萬倍，上限還不清楚。
銀河系誕生之初，中心地帶是恆星的搖籃，其中有大量的氣體星雲，伴隨著星系的旋轉，這些星雲變成了大吸積盤。
這個大吸盤的角動量基本可以帶走周圍所有的物質，於是越來越多的物質進入吸盤。在引力的作用下，吸盤中心的原子逐步克服了電子和中子簡併壓力，並形成原始黑洞。
在100億年內，這個超級黑洞一直都在吃。保守估計，目前這個超級黑洞周圍10光年存在數萬箇中型和小型黑洞。
當然，現在哥倫比亞大學的天體物理學家門發表了最新有關銀河系中心黑洞的研究，並將成果發在《自然》雜誌上。
該研究認為，銀河系中心黑洞半徑可能4000萬千米，是太陽質量的四百萬倍，距離地球兩萬六千光年。
