星系的中心,我們發現了未知種類的怪異塵埃雲

在我們銀河系的中心有一個超大質量的黑洞,天文學家把它命名為人馬座A*(Sagittarius A*,簡寫為Sgr A),它的質量超過太陽的400萬倍。

但這並不孤單。在那裡還有很多其他物質圍繞著黑洞執行,包括恆星、氣體和塵埃。隨著時間的推移,我們可以看到這些物體在不可置信的重力作用下移動。事實上,幾個恆星的運動告訴了我們很多關於黑洞本身的資訊。

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但那裡還有另一類物體,是才發現的,還不清楚它們是什麼。如果一個天文學家小組是對的,他們可能是銀河系中更奇異的天體之一:在黑洞的強烈影響下,雙星合併成了另一種東西。奇怪的單一恆星。

第一個被稱為G1的天體於2005年被發現,第二個(G2)在2012年被發現。它們看起來像塵埃雲,一團團的物質。但在2014年,G2離黑洞非常近,如果它是一個簡單的雲,它就會被黑洞巨大的潮汐力粉碎。令人震驚的是,它完好無損地保留了下來!天文學家隨後推測,這可能是一個圍繞恆星的塵埃雲,恆星的引力阻止了星雲的擴散。但是如果沒有更多的案例,我們很難知道更多(資訊)。

這就是新研究的意義所在。利用位於夏威夷的大型凱克10米紅外望遠鏡,天文學家們又發現了四個圍繞著超大質量黑洞執行的天體,它們看起來非常像前兩個天體(在這之前發現的G1和G2)。

像前兩個天體一樣,它們看起來像是塵埃雲,發出這種東西特有的光。它們似乎還含有氫氣,在紅外線中以特定的波長髮光(稱為“布拉克特伽馬”約為2.2微米,遠遠超出了人眼所能看到的範圍)。它們在圍繞黑洞的橢圓軌道上執行,週期從170年到1600年不等,但軌道彼此之間有很大的不同(橢圓度和軌道平面不同),這表明它們並非都是由單個物體形成的,比如被撕裂成更小的塵埃雲。有趣的是,在13年的觀測中,它們的亮度都保持在相同的水平上,所以它們看起來有些穩定。

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所以它們不可能是簡單的塵埃雲,正如我們從黑洞附近透過的G2身上知道的那樣。那它們到底是什麼?

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天文學家們又一次轉向了這樣一個觀點:每一顆恆星都可能曾經是一個雙星系統,兩顆恆星緊密地圍繞著彼此執行。銀河系中大約有一半的恆星處於這樣的雙星系中,所以它們非常常見。通常情況下,尤其是對於低質量恆星,它們可以像這樣圍繞著各自的共同重心旋轉數十億年。

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但是靠近星系中心的星系有一個超大質量的問題:人馬座A*。如果它們在軌道上離它太近,來自黑洞的潮汐會影響它們。簡而言之,你離一個物體越近,引力就越強,如果這個物體是一個黑洞,這個梯度可能會很陡。當它們靠近時,其中一顆恆星比另一顆更靠近黑洞,被拉得更困難。由於重力的變化,這會使軌道延伸。當它們最終離開各自的軌道時。

如果這種情況一次又一次地發生,這兩顆恆星可能會落得很近,以至於合併成一顆恆星。

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請注意,這裡即將爆發巨大的能量!我們在談論恆星(有關的問題)。當它們合併時,會迸發出巨大的能量,包括產生大量塵埃:岩石或含碳物質的微小顆粒。這些塵埃在恆星周圍膨脹,在它周圍形成一個稠密的雲。

這不僅僅是理論:我們已經看到了它的發生。恆星麒麟座V838正是這一事件的一個例子。很可能是兩顆大質量恆星合併併產生了巨大的塵埃雲。在某個時刻,恆星爆發了一次光,當脈衝穿過雲層時,它照亮了它的不同部分(看起來我們好像在觀察雲層的擴張,但實際上我們看到的只是穿過它的光)。

那麼我們是不是看到了半打麒麟座V838*圍繞著我們星系的中心超大質量黑洞執行?當然有可能。我們看到的數字符合,認為它們是嵌在稠密塵埃雲中的恆星的想法符合動力學擬合(也就是說,讓雙星圍繞黑洞受潮汐影響併合並在一起,在物理上是合理的),我們有一個這樣一個野獸的例子(雖然不是在黑洞附近執行;V838離我們大約2000光年,而我們距離星系中心26000光年)。事實上,在大約400-600萬年前,銀河系中心發生了一次恆星形成的爆發,很可能是這些雙星誕生的時候。

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所以這對我來說很有說服力。我會注意到我甚至在G3-6被發現之前就喜歡這個想法,所以我傾向於認為這是更多的支援。如果事實證明它們不是合併的雙星,那就意味著它們是更奇異的東西。

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我當然同意。當你在談論超大質量黑洞時,所有怪異的東西都變得司空見慣。所以不管這些東西是什麼,它們都很酷,很值得(用紅外線)保持關注。

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