关于多个恒星在离心超大质量黑洞最近近距离时的完整三维轨道

随着在 W. M. Keck 10 米望远镜上安装自适应光学，已在构建银河系中心超大质量黑洞案件以及理解黑洞环境影响方面取得了两个重要进展。利用自适应光学和比干成像技术，我们以约 ±2 毫弧秒的精度研究了过去 7 年内银河平面上的恒星运动，获得了多个恒星的首次同步轨道解。其中三颗恒星为新发现的 (S0-16、S0-19、S0-20)。最令人惊讶的轨道是新发现的 S0-16 恒星，它于 1999 年以 9000 km/s 的速度距离中心暗质量仅 60 AU。轨道分析结果给出新的中心暗质量估计为 $3.6(+-0.4)\times10^6(D/8kpc)^3 M_\odot$。这显著加强了银河系中心存在黑洞的证据，通过将暗物质限制在半径为 0.0003 pc 或 1000 Rsh 内，从而将之前估计的暗质量密度提高了四个数量级。配合自适应光学光谱仪器，我们获得了这些高速恒星的光谱，这表明它们是质量约为 15 太阳质量、年龄不到 10 百万年的主序恒星。这对星系形成理论提出了重大挑战，鉴于这些恒星在当前轨道中所经历的强大潮汐力，以及它们在更远处的轨道中潮汐力不再阻碍星系形成的情况下，它们在其生命周期内向内迁移的困难性。