科技 新浪科技 銀河中心的神秘「球團」

銀河中心的神秘「球團」

新浪科技 2020-01-25 07:00

  來源:牧夫天文

  原文鏈接:

  https://www.livescience.com/milky-way-black-hole-merges-binary-stars.html

  天文學家表示,銀河系中心的大黑洞正在扭曲著恆星,並將它們結合成奇怪的新天體。

  圖源:Anna Ciurlo, Tuan Do/UCLA Galactic Center Group

  上圖是天文學家發現的六個奇怪天體,它們圍繞

  銀河系中心黑洞旋轉,編號為G1到G6。這些神秘的「球團」每100到1000年繞黑洞運行一周,並在相互靠近時沿平面伸展開來。

  像大多數大星系一樣,銀河系被其中心的超大質量黑洞「黏」在一起。這個超大質量黑洞,即人馬座A星(或Sgr A*),它不斷地拉扯著恆星、塵埃和其他物質,形成了比銀河系邊緣區域密度高10億倍的恆星。

  研究表明,靠近黑洞的恆星有時會相互爭搶地盤——而有時這種競爭則會變成一段「虐戀」。

  在《自然》雜誌上於1月15日發表的新研究中,天文學家描述了圍繞銀河中心黑洞旋轉的六個神秘天體。這些異常物體看上去就像比地球質量大幾倍的長方形氣團。然而,它們卻又像小恆星一樣,能夠接近危險的黑洞邊緣地帶而不被撕成碎片。

  這些奇怪的天體是氣體,還是恆星?根據研究作者的說法,這些「球團」可能是兩者的奇異混合體。基於六個天體的形狀、軌道以及與Sgr A*的相互作用,研究人員認為,每一個G類天體都是一對在數百萬年前被黑洞引力擊碎碰撞在一起的雙星(兩顆圍繞彼此旋轉的恆星),並在碰撞后的混沌狀態中不斷溢出氣體和塵埃雲。

  這項研究的合作者,加利福尼亞大學洛杉磯分校(UCLA)的天體物理學教授安德烈亞·蓋茲(Andrea Ghez)表示:「黑洞可能正在促成雙星的合併,我們觀察到的許多神秘星體可能就是合併的最終產物」。

  G1和G2天體分別於2005年和2012年被發現。由於這兩個天體繞Sgr A*運行的軌道驚人相似,一些天文學家認為它們是從一顆不幸死亡的恆星上分離出的兩束氣體,或是圍繞黑洞旋轉的連續氣體環中聚集形成的「結團」。

  2014年,當G2球團出現在黑洞視界的幾百個天文單位(地日平均距離的幾百倍)以內時,第一條重要線索出現了。天文學家曾預測,如果G2隻是一團氣體,它將被超強的引力撕成碎片。但是這傢伙頑強地活了下來——儘管被撕扯得有點畸形。

  在那之後的幾年裡,G2再次變得緻密了起來。研究作者認為,所有這些跡象都表明某種引力強大的物質正將這個星團凝聚在一起,這意味著它很可能是某種類似恆星的物質。

  為了驗證這一假設,研究人員花了幾年時間在夏威夷的W.M.Keck 天文台觀望著銀河中心,尋找更多潛在的G類天體。研究小組最後確定了四個符合該性質的新「球團」,每一個都繞Sgr A*的不同軌道運行,但顯示出與G1和G2相似的特徵。研究人員表示,這些新「球團」看起來像緻密的氣體雲,但當它們的軌道(周期通常在100到1000年之間)靠近黑洞時,就會像G2一樣被扭曲和拉長。

  每一個天體都應有一條獨特的運行軌道,因此,這些「球團」由氣體組成並繞黑洞旋轉的理論是站不住腳的。作者認為最有可能的解釋是:G球團是雙星的產物,它們在黑洞引力作用下聚集在一起,這種爆炸性融合產生的氣體和紅外輻射會密布在空間。

  觀測到的G類天體的數量與銀河系中心雙星數量的預期百分比相符。此外,由於恆星合併需要約100萬年的時間,這些天體很可能是於500萬年前,在Sgr A*附近的最後一次已知恆星形成期中誕生的。

  這個解釋看似正確,但我們仍然需要找到並研究更多由黑洞揉在一起的雙星,才能進一步確定。研究作者認為,或許我們能在10年內找到它們。幾個候選對象已經敲定,幕布終有被揭開的一天。