为何说银河系的中央是巨大的黑洞？
首先，得说说我们银河系是个什么样的地方。你可以想象成一个巨大的、扁平的圆盘，里面有数千亿颗恒星、大量的气体、尘埃，还有我们看不见的暗物质。而我们的太阳系，只是这个圆盘上一个不起眼的小点，距离圆盘中心大概有2万多光年远。
那么，为什么我们会认为银河系中心存在一个巨大的黑洞呢？这主要源于几个关键的观测证据：
1. 恒星运动的异常——“银河系中心的舞者”
这是最直接、也最关键的证据。科学家们花了大量时间，利用望远镜（比如哈勃太空望远镜和一些地面上的射电望远镜）对银河系中心区域的恒星进行“追踪”。你得知道，在太空中，天体都在各自的轨道上运行。就像行星绕着太阳转一样，恒星也围绕着整个银河系的质心转。
然而，在银河系中心附近，科学家们发现一些恒星的运行速度实在太快了，而且它们的轨道非常奇特，几乎都是以银河系中心那个区域为焦点在运动。更惊人的是，这些恒星以极高的速度绕着一个“看不见的”点在转圈。你可以想象一下，如果有个巨型的吸铁石，所有周围的金属屑都会紧紧地吸附在它周围，并且以特定的方式转动。这些恒星的速度，快到什么程度呢？有些恒星绕着那个中心点转一圈，只需要短短的几十年！而我们太阳绕着银河系中心转一圈，可是需要2亿多年的！
你可能会说，那是不是那里有很多看不见的普通物质，比如很多恒星被遮挡住了？但根据这些恒星的速度和它们的轨道来计算，如果那里不是一个黑洞，而是由恒星或其他普通物质组成，那得有多少物质才能产生这么大的引力啊？就算把我们能看到的银河系中心区域的所有恒星加起来，也远远不够。
科学家们通过精密计算，发现要解释这些恒星如此疯狂的速度和轨道，那里必须集中了相当于几百万个太阳质量的物质，而且这些物质被压缩在一个非常小的空间里。而我们知道，能够拥有巨大质量且不发光（即看不见）并且体积极其小的天体，最符合描述的就是黑洞。
2. 射电辐射的源头——“寂静中的咆哮”
在银河系中心，科学家们还发现了一个叫做 人马座A (Sagittarius A) 的强射电源。这个名字听起来有点技术性，但你可以理解为银河系中心的一个“标记”。通过高分辨率的射电望远镜，我们可以“看”到这个区域。
这个射电信号非常强烈，而且它的来源被锁定在一个非常小的区域。射电波本身可以穿透很多尘埃，所以它给了我们一个独特的视角来观察银河系中心。通过对这个射电信号的进一步分析，科学家们认为，它很可能来自于黑洞吸积物质时产生的辐射。
想想看，黑洞不是什么都不干，它在“吞噬”周围的物质。当气体、尘埃甚至恒星被吸入黑洞时，它们并不会直接掉进去，而是会形成一个围绕黑洞旋转的“吸积盘”。在这个吸积盘里，物质被剧烈摩擦、加热，然后发出各种各样的辐射，包括射电波、X射线等等。人马座A的强烈射电辐射，就被认为是这个吸积盘产生的。
3. X射线和伽马射线——“炽热的证据”
除了射电波，科学家们还探测到了银河系中心区域发出的X射线和伽马射线。这些高能辐射同样指向一个非常紧凑的区域，并且与理论上黑洞吸积盘产生的辐射特征非常吻合。
想象一下，你在黑暗的森林里，看不到任何光，但你听到远处传来震耳欲聋的咆哮声，你就知道那里肯定有什么强大的野兽。同样，我们看不到银河系中心的黑洞本身（因为它连光都无法逃脱），但我们能“听到”它周围物质被加热、被撕裂时发出的各种“声音”——也就是这些高能辐射。
4. 恒星演化的影响——“引力塑造一切”
银河系中心区域的恒星分布和演化也受到强引力的影响。一些恒星在如此强大的引力场中，会表现出不同寻常的运动模式，甚至会被黑洞的潮汐力撕裂。虽然这方面的直接证据相对复杂，但它也为银河系中心存在一个极端致密的质量源提供了支持。
综合这些证据，科学家们得出了一个非常令人信服的结论：在银河系的中心，存在一个超大质量的黑洞，它的质量大约是太阳的400万倍。这个黑洞就是人马座A。
那么，这个“巨大”到底有多巨大呢？
虽然它的质量是太阳的400万倍，但由于它是黑洞，它的“体积”非常小。你可以理解为一个极其致密的点。它的事件视界（也就是那个“不归点”）的半径，大概是1500万公里。这个尺寸，说实话，比我们想象中的“巨大”要小得多，但正是这种“小尺寸”和“大质量”的结合，才产生了我们观测到的那些极端现象。
我们为什么不能直接“看到”它？
这个问题很好。黑洞本身就是“黑”的，因为它吞噬一切，包括光。所以我们无法直接用望远镜看到黑洞的本体。我们所能看到的，都是它对周围环境产生的影响。就像你站在一个巨大的漩涡旁边，你看不见漩涡的“中心”，但你能看到水流被吸进去，并且以极快的速度旋转。
总结一下，银河系中心之所以被认为是巨大的黑洞，是因为：
恒星异常快速的运动： 它们围绕着一个看不见的、质量巨大的点高速运转。
强大的射电辐射源： 人马座A发出的信号，符合黑洞吸积物质的理论预测。
高能辐射的发现： X射线和伽马射线的存在，进一步印证了黑洞吸积盘的活动。
这一切都指向同一个结论：银河系的中心，隐藏着一个由400万个太阳质量组成的，极端致密的“黑洞巨兽”，它默默地影响着整个银河系的运转。这个发现，也是人类对宇宙认知上的一个重要里程碑。
网友意见
试着答一下。
第一个问题：银河系是绕着中心黑洞旋转吗？
答案显然“是”。
但又“不是”。
为什么说是？
因为超大质量黑洞SgrA*就处在银河系中心位置，从几何学的角度说，整个星系确实就是在绕着它旋转，所以说“是”。
严格地讲，sgrA*和“银河系动力学中心”并不完全重合。具体原因需要进一步观测。也许银心存在着一个巨大的黑洞群，也许单纯是银河系恒星质量分布不均造成的。
为什么说“不是”？
sgr A*的质量只有四百万个太阳质量，而整个银河系保守来说也有两千亿颗恒星，即中心黑洞质量只占整个银河系总质量的0.00002。显然，银河系并不是因为黑洞的引力才聚在一起旋转的 。
很多人对黑洞有误解，认为只要是黑洞，它的引力就是无限大。其实引力无限大的地方只有黑洞中心的奇点，其他区域和一个等质量恒星产生的引力一模一样。换句话说，如果太阳变成了黑洞，它对地球轨道也没有任何影响。我们不会被吸进去，也不会被抛出去，一年还是365天。
所以，只有400万太阳质量的sgr A*产生的引力并不大，其引力作用范围大概只有太阳引力范围的2000倍左右。在银河系的尺度上，这个距离几乎可以忽略不计。因此，“星系中心存在黑洞”和“星系的运行与结构”并没有直接联系。
那么是什么主导了千亿颗恒星绕着银心旋转？
答案是“不知道”。
现在人类对天体运行的认识都是建立在“引力系统”的基础上。对于引力不起决定性作用的大尺度天体结构，人类只能边观测边脑补。
比如强行把星系纳入引力系统---这就是暗物质假说；
质量不够，幽灵来凑。
比如强行把旋转解释为原始星云的惯性--这就是起源假说；
上帝打了个响指，银河系就转了几十亿年。
还有把星系强行纳入膜理论的…
遇事不决加一维。
…
总之，目前并没有公认的星系运行理论出现，人类差不多对此一无所知。我们唯一知道的，就是大尺度的天体运动，真的和黑洞没太大关系。
第二个问题：怎么找到的银心黑洞？
其他高票答案已经解释得很好了。原理就是根据轨道分析引力：如果一堆恒星绕着一个看不见的点运动，而计算出来的点质量又非常大，那么这个点八成就是个黑洞。
至于它是不是真的就是个黑洞，这谁也不知道。
只能说按照人类现有对宇宙的理解，除了黑洞也没有别的天体可以往那儿摆了。
随着测量技术的进步，人类发现大多数大型星系的中心都存在一个超大质量黑洞。那些中心没有黑洞的星系，都是规模不大的矮星系或潮汐裂解后的星系残骸。从这个观测结果反推的话，可以说银河系黑洞是“不用找”的。因为银河系的规模足够大，所以它的中心必然存在黑洞。
以上。
尽管在物理上，黑洞有种种“神奇”的性质，但是对于天文学家来说，确认黑洞存在的最好办法无非是找到大量质量聚集在小空间内的直接或者间接证据罢了。
刚上大学的时候，我第一听说了这个长达十年的观测成果（从95年开始到05年paper发表
Stellar Orbits around the Galactic Center Black Hole，实际观测时间应该在8年左右），当时就深深的为这种现实中的十年磨一剑所拜倒（现在则为那个组里的PhD们感到黯然神伤）。
UCLA的这个银（河系中）心组，从95年开始用Keck望远镜（当时世界上最大的光学望远镜，主反射面直径10米，位于夏威夷的Mauna Kea山巅）对银河系中心的人马座A* X射线源附近的恒星进行跟踪观测。说起来容易，实际上银河系中央的的恒星密度非常高，再加上前景恒星的影响，实际得到的原始观测图像差不多是下图（a）中的样子（非常短的曝光，只有0.13秒）：（这幅图取自这个组98年的paper，
High Proper-Motion Stars in the Vicinity of Sagittarius A*: Evidence for a Super）
图（a）中标注出来的四个16**是很亮的前景星（这几幅图里都是越黑代表实际越亮，据说可以省墨，但是在CRT时代却会影响显示器寿命），对每幅图像进行去暗场，减Bias以及平场之后，把很多这样的短曝光图像进行叠加（原始论文里叫shift and add，本人不做观测所以也不太了解具体过程，询问了系里的师兄之后，知道基本过程就是取一个亮星作为参照，并假设在曝光时间内大气的影响基本是朝同一个方向的，把N张图片进行不同位移的叠加，得到的亮星图像最亮的时候就认为基本消除了大气抖动，这个方法和自适应光学结合之后可以得到非常高的分辨率）那些恒星的所在的视场，只有1*1个角秒大小，放大并用高通滤波去掉前景星的光晕之后，就可以仔细研究这些小黑点啦。
这里科普一下点扩散函数（point spread function，PSF），由于光的衍射，以及光学系统本身的像差，导致理想点源在成像元件上并不是一个完美的点，这种大型望远镜通常像差很小，如果不考虑大气层的影响，一般的PSF很接近理想的艾里斑：
于是大家可以明白为何亮的星星看起来更大了：虽然艾里斑的理论尺寸是一样的，但是亮星的PSF即使在边缘也有足够的亮度让CCD感光，而暗星就只有中间那个“尖顶”可以让CCD检测到。
在知道光学系统的PSF之后，就可以用它和处理过的图像拟合，得到这些“小黑点”中心的准确位置，如果这些恒星不是高速自转导致变成椭圆的话，图像中心就可以认为是恒星的质心了。
最后假设有一个点质量源位于Sgr A*,用不同时刻恒星的位置开始拟合轨道：
如果下面这个gif能动的话：
Black Holes
05年的结果表明，这些恒星周期最短的只有不到20年，最快的一颗在近拱点的速度大约有10000km/s，也就是光速的3%！而中央区域有大约四百万太阳质量的物质集中在半径45AU（差不多是冥王星的轨道大小）的范围内。虽然依然不是黑洞存在的直接证据，但的确很难想象太阳系里挤进四百万个太阳的情形——这么多的质量集中在如此小得范围内，除了黑洞，别的都很难稳定存在啊。
最近这个组又发现了周期更小的恒星S0-102,绕“黑洞”跑完一圈只要十年：
UCLA Galactic Center Group当然，45AU似乎还是个很大的范围，前面的回答有人提到Sgr A*是一个强射电源，这意味着我们可以用射电望远镜进行分辨率极高的观测。目前利用甚长基线干涉（VLBI，用多台相距很远的射电望远镜组成干涉阵列，从分辨率角度相当于增大望远镜口径，提高角分辨率。射电因为频率较低，所以可以先把电波记录下来再进行干涉处理，所以可以全球联动。光学波段就只能靠光纤实时干涉了，限制了大小，一般也就同一个天文台的几个望远镜可以这样搞）得到这个射电源的大小不超过37微角秒，差不多相当于理论上视界大小的4倍，对应的实际大小是0.3AU。这就是说，我们需要把四百万个太阳质量集中到水星轨道以内！
当然我很期待视界望远镜（Event Horizen Telescope）的结果啦，真的做到那么高的分辨率，想想就有点小激动哦！
这么大质量的高密度天体，目前还真的只有黑洞能解释呢。什么中子星白矮星都是“长”不到那么大得，真有那么大，核心即使是中子简并压也撑不住，只会继续坍缩，要是没有新的对抗压力的机制冒出来的话，就只能变成黑洞了。
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