基于多恒星轨道分析改进对 Sgr A* 的距离和质量估计

我们给出了对银河系中心超大质量黑洞 Sgr A* 的质量和距离的新的、更精确的测量结果。这些结果源自一项新的分析，该分析将围绕 Sgr A* 运行的暗弱恒星的 astrometry 时间基线延长了一倍以上，结合了二十年的散斑成像和自适应光学数据。具体而言，我们通过利用来自深度自适应光学数据（2005 - 2013）的恒星轨道信息来指导在散斑年份（1995 - 2005）对该恒星的搜索，从而改进了对散斑图像的分析。当这项新的分析技术与首次使用散斑全息术对凯克银河中心散斑图像进行的完整重新归算相结合时，我们能够追踪短周期恒星 S0-38（K 波段星等 = 17，轨道周期 = 19 年）在散斑年份的运行轨迹。我们利用来自散斑全息术和自适应光学的运动学测量来估计 S0-38 和 S0-2 的轨道，从而改进了对 Sgr A* 质量（$M_{bh}$）和距离（$R_o$）的约束：$M_{bh} = 4.02\pm0.16\pm0.04\times10^6~M_{\odot}$ 和 $7.86\pm0.14\pm0.04$ kpc。与仅使用 S0-2 的轨道拟合相比，由 S0-2 和 S0-38 的联合轨道拟合确定的 $M_{bh}$ 和 $R_o$ 的不确定度分别提高了 2 倍和 2.5 倍，与先前基于恒星轨道的结果相比提高了约 2.5 倍。该分析还将 0.01 pc 范围内的扩展暗质量在 99.7% 置信度下限制在小于 $0.13\times10^{6}~M_{\odot}$，比先前的工作低了 3 倍。