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外媒:银河系中央黑洞或能推动新型恒星诞生

2020-02-24 11:31:47  来源:新浪科技

北京时间2月24日消息,据国外媒体报道,就像大多数大型星系一样,银河系也靠位于中心的超大质量黑洞所维系。该黑洞名叫人马座A*,不断将恒星、尘埃和其它物质吸入其中,在银河系中央形成了一处“恒星大都会”,密度高达其它区域的10亿倍。

黑洞附近的恒星有时不得不为了争夺空间而相互竞争。而一项新研究显示,这种竞争有时会演变成一场古怪而暴力的“婚姻”。

在1月15日发表在《自然》期刊上的一篇文章中,天文学家描述了六个围绕银河系中央黑洞旋转的神秘天体。该研究作者指出,这些异常天体(依次叫做G1、G2……G6)看上去像是一团团椭圆形的气体,质量应为地球的几倍。但它们的行为却像小型恒星一样,能够从黑洞极近处擦肩而过、却不会被撕成碎片。

这些奇异的天体究竟只是气体、还是恒星呢?该研究作者指出,可能两者皆而有之。根据它们的形状、轨道、以及与黑洞之间的相互作用,研究人员提出,每个G天体可能曾经是一对双星系统(即两颗围绕彼此旋转的恒星),但在若干年前受黑洞引力的影响而相撞,至今仍在向外喷吐撞击产生的气体和尘埃。

“黑洞也许能促使双星系统中的两颗恒星发生合并。”该研究的共同作者、加州大学洛杉矶分校天体物理学教授安德丽亚·盖兹(Andrea Ghez)指出,“我们观察到的许多令人困惑的恒星也许都是这种合并事件的产物。”

在虚空中漫游

最初两个G天体分别在2005年和2012年被天文学家发现。由于这两个天体围绕人马座A*黑洞转动的轨道极为相似,一些天文学家认为它们可能是某颗死去恒星剥离出的气体,或是一圈围绕黑洞转动的气体环上打的“结”。

但在2014年,天文学家发现了另一个重要线索:G2到黑洞事件视界的距离居然一度只有几百天文单位(1天文单位为地球到太阳的平均距离)。天文学家猜测,如果G2只是一团气体云的话,很快就被被黑洞的巨大引力撕扯成碎片。但这团天体仍然完好无缺,只是稍有变形而已。

“在靠近黑洞的这段时间里,G2的表现一直很奇怪,”盖兹指出,“它在远离黑洞时看上去很温和无害,但在靠近黑洞时却变成了一副张牙舞爪的样子。”

在这次近距离接触后的几年间,随着G2逐渐远离黑洞,形状又变得规整紧凑起来。这些都说明,这团天体内部一定存在某种强大的引力、将其紧紧维系在一起,说明它可能是某种恒星。

更多同类天体

为验证这种假说,研究作者们花了数年时间,利用夏威夷凯克天文台对银河系中央展开密切观测,寻找更多同类天体。该团队成功找到了四个符合条件的新天体。它们围绕人马座A*旋转的轨道大相径庭,但都具有与G1和G2相似的特征。这些新发现的天体大多数时候看起来都像是致密紧凑的气体云,但当它们到达轨道上的近黑洞点时(其公转周期从100年到1000年不等),都会像G2一样,变得长而扭曲。

由于每个天体的轨道都截然不同,认为“这些团状天体可能是围绕黑洞的气体环上打的结”的理论自然就站不住脚了。研究作者们指出,最可能的解释是,这些天体是双星系统的两颗恒星在黑洞引力影响下相撞的产物。这种合并方式会产生剧烈的爆炸,向宇宙中喷出大量气体和红外辐射。

而观察到的这些G天体的数量也符合科学家预测的、双星系统在银河系中央所占的比例。此外,由于恒星需要约100万年才能真正融合到一起,这些天体很可能是在500万年前人马座A*黑洞附近的最后一次恒星形成中诞生的。

虽然这些解释看上去很说得通,但研究人员还无法下定论,还需要找到和研究更多似乎受黑洞影响而相撞的双星系统。此次研究作者们表示,他们已经找到了几位“候选人”,将继续开展观测。(叶子)

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