與黑洞“親密接觸”后倖存下來的神秘天體

近日,天文學家發現了一個與超大質量黑洞近距離接觸后倖存下來的神秘%ignore_a_1%根據一項新研究,這個名為G2的天體實際上是三顆嬰兒恆星,被一層厚厚的氣體和塵埃雲團所籠罩,而它們正是誕生於這些氣體和塵埃之中。該研究為回答2014年G2掠過人馬座A*(銀河系中心的超大質量黑洞)后遺留的問題提供了一個非常清晰的答案。

這個名為G2的天體實際上是三顆嬰兒恆星,被一層厚厚的氣體和塵埃雲團所籠罩,而它們正是誕生於這些氣體和塵埃之中

這個名為G2的天體實際上是三顆嬰兒恆星,被一層厚厚的氣體和塵埃雲團所籠罩,而它們正是誕生於這些氣體和塵埃之中

研究人員在論文中寫道:“我們認為,此次監測到的這些被塵埃包裹的物體,其實是一個溶解的年輕星團的殘留物,該星團的形成始於(超大質量黑洞的)環核盤。”

G2是在2011年發現的,天文學家在2012年發表的一項研究中對其進行了描述。當時,它正在沖向所謂的“近黑點”(perinigricon)——其軌道上距離黑洞最近的點。據天文學家的估計,這次近距離的相遇將導致G2被人馬座A*撕裂并吞噬,變成這個超大質量黑洞吸積時所釋放的輻射。

然而,什麼也沒有發生。這一結果後來被稱為“宇宙級失敗”。G2在靠近黑洞的過程中不斷伸展,並在經過近黑點之後,恢復到一個更緊湊的形狀。

G2還具有另一個令人困惑的特點:它非常熱,遠比塵埃雲團熱得多。有可能是人馬座A*或其他恆星對其進行了加熱,但無論位於何處,G2的溫度都保持不變。這表明,給G2加熱的物質來自於雲團本身,而不是外部的影響。

天文學家發現,這兩種行為都更符合恆星的特徵。2020年時,一組研究人員提出,G2雲團內部可能隱藏着一顆恆星——這是兩顆恆星碰撞的產物,在它們周圍產生了巨大的氣體雲和塵埃。但這項研究也揭示了在銀河系中心發現的4個類似天體,使G系列天體的總數達到6個。其中有很多是合併的雙星。

現在,德國科隆大學的天體物理學家Florian Peißker領導的研究團隊提出了另一種解釋。在這項新研究中,他們詳細回顧了歐洲南方天文台甚大望遠鏡二維光譜成像儀器SINFONI在14年來的觀測結果。

根據他們的分析,G2中應該隱藏着三顆年齡大約為100萬年的恆星。對於恆星而言,這算是非常年輕的;相比之下,太陽已經有46億年的歷史了。G2的恆星如此年輕,以至於它們仍然被形成它們的雲團物質所包圍。

“G2實際上是由三顆正在進化的年輕恆星組成的,這太不可思議了,”Peißker說道。他還指出,這三顆恆星的發現將使它們成為人馬座A*周圍觀測到的最年輕的恆星。

事實上,天文學家已經在銀河系中心發現了一個特殊的年輕恆星群體,稱為S星團。根據Peißker團隊的模型,G2的恆星可能就屬於這個星團。

這些恆星可能起源於同一個恆星搖籃,並形成了一個星團,但該星團後來消散了,個別恆星脫離了人馬座A*,並在其周圍形成了新的軌道。

即使與S星團無關,G2的恆星也可能是某個更大星團的一部分。其他圍繞人馬座A*運行的塵埃物體也可能屬於這個星團,它們可能來自更遠的距離,在向超大質量黑洞移動的過程中受到了引力的影響。

一般認為,人馬座A*周圍的環境並不利於恆星的形成,因此天文學家還需要進行更多的工作,以確定G2和其他G系列天體的可能起源。天文學家也可以利用這些新發現來更多地了解超大質量黑洞。

“新的研究結果為黑洞如何運作提供了獨特的見解,”Peißker說,“在宇宙中的其他角落,環境可能與銀河系截然不同,我們可以利用人馬座A*的環境作為藍圖,更多地了解其他星系的進化和演變過程。”

這項研究發表在近期的《天體物理學雜誌》(The Astrophysical Journal)上。(任天)

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上一篇 2021-12-16 11:39
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