这就是你每天在不知不觉中使用超大质量黑洞的方式

宇宙中最强大的事件对于全球定位系统至关重要。

类星体实际上非常有用！ 

图片来源：ESO/M。科恩梅塞尔

在人类历史的大部分时间里，我们依靠星星来导航。了解时间和日期，并观察一些恒星似乎固定的极地地区，为我们提供了基本方向。如今，我们使用卫星信息进行导航，卫星信息不仅用于地图和交通应用程序，还用于从照片到银行等无数其他应用程序。我们仍然依赖天文导航——但星星还不够好。我们需要超大质量黑洞。

天文学家相信每个星系的中心都有一个超大质量黑洞。大多数时候，这些黑洞是安静的，但如果它们开始活跃地进食，例如在大量气体落到它们上的情况下，它们会变得极其明亮，因为气体会经历令人难以置信的力量。在某些情况下，它们会进入类星体阶段——这是有用的。

在地球上，我们有格林威治子午线，它是经度的起点。在太空中，我们使用类星体[...]，这就是我们确定坐标的方式。

类星体非常明亮，并且大致是点源。它们距离很远，因此它们所具有的任何固有运动都不会影响测量。它们看起来固定在天空中。它们还发射多种波长的光，因此可以用无线电波、可见光等来追踪它们。这些类星体的位置用于天体参考系中。

“天体参考系的重要性是什么？这就是我们如何知道我们在太空中的位置的方式。在地球上，我们有格林威治子午线，它是经度的起点。在太空中，我们使用类星体，这些星系发出一束无线电静电，这就是我们确定坐标的方式，”美国宇航局喷气推进实验室的克里斯托弗·S·雅各布斯博士告诉 Science-News.dev。

天体参考系对于全球定位系统 (GPS) 非常重要，因为地球并不是一个绕其轴并围绕太阳进行完美周期性运动的完美球体。为了抵消地球缺陷带来的微小偏差，GPS 根据天体参考系进行校准。理想情况下，这是每天完成的。

据估计，准确度需要数周时间才能降至日常生活中明显的水平，如果您只是想在一个新城市中找到出路，那么可能仍然没问题。但如果你需要更高的精度，比如船舶或航天器，这可能是一个大问题。

“整个 GPS 系统可能会长期漂移，除非有一个固定点可以稳定。因此，当您使用 GPS 进行导航时，您的手机实际上会与类星体联系在一起。银行用它来计时，如果他们要发送大量资金，他们想知道在给定时间资金在哪里。如果你在海洋中航行，你需要知道自己在哪里，”雅各布斯博士告诉 Science-News.dev。

“我的工作是前往火星和其他行星的行星际探测器。一旦离开地球，GPS 就不再存在了。这也是类星体和天体框架发挥作用的地方。 ”

雅各布斯在开普敦举行的第 32 届国际天文学联合会大会上主持了天体测量会议。所展示的工作之一是帕特里克·夏洛特教授领导的研究，旨在改善天体参考系。 

“我们可以通过多种方式改进[天体参考系]。改进它意味着更精确地测量源的位置。改进还意味着拥有更多的来源，以及更好地在天空中传播。我们还需要更好的覆盖范围，例如与 Gaia 构建的光学框架进行比较，”Charlot 教授告诉 Science-News.dev。

有些挑战是技术性的。例如，南半球在框架中的覆盖程度并不像北半球那样，或者光波长的来源要多得多，因此为了拥有无线电对应物，需要更深入的无线电观测。盖亚近红外任务是盖亚天文台拟议的后续任务，将揭示目前被银河系尘埃遮蔽的银河系平面中的类星体。 

还有科学的考虑。关于太阳系绕银河系运动和银河系本身的假设可能会成为影响该参考系所要实现的高精度的因素。

此外，类星体被假设为点源，但事实并非如此。我们的望远镜越好，这些来源就显得越广泛。因此，弄清楚无线电发射的来源非常重要，这是超大质量黑洞物理学的不确定性之一。

如果帮助我们在现代世界中找到出路并研究宇宙的复杂性还不够，那么天体参考系还有助于研究我们行星的内部运作。地壳板块的运动和地球不规则运动的其他原因被揭示出来，这要归功于超大质量黑洞从数十亿光年之外发出的光，其亮度是太阳的 25 万亿倍。