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专家称银河系神秘天体或为双子星形成的稳定天体

科普小知识2022-05-12 19:03:47
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自从发现它正在与银河系中心的超大质量黑洞碰撞的过程中,天文学家们对一个叫做G2的神秘天体感到好奇和困惑。然而,在过去的几个月里,G2并没有制造出宇宙中预期的焰火,天文学家们对此有些困惑。现在,一个研究小组认为他们已经找到了什么都没发生的原因:G2不是一个气体云,而是一个奇怪的、更稳定的天体,由一对新合并的恒星形成。

银河系中心的气体和尘埃云很难观察到。当天文学家在2012年计算G2的轨道时,他们认为它是一团气体,它的轨道非常接近银河系中心的黑洞——人马座A* (Sgr A*)。

研究人员推测,随着G2逐渐接近银河系的中心,黑洞的巨大引力将把它撕裂并拖到黑洞的表面,从而产生大量的辐射,从而揭示了更多关于Sgr A*周围环境的信息。然而,当G2在今年夏天经过时,银河系的中心保持平静。

由洛杉矶加利福尼亚大学的安德里亚·盖兹领导的研究小组在3月至8月期间使用夏威夷的10米双子座凯克天文望远镜观测了G2——在此期间和随后的几个月里,天体越过了离黑洞最近的预期轨道。盖兹说,研究人员利用3微米的红外波长(可以穿透Sgr A*周围的灰尘)发现G2“仍然在轨道上存活,没有任何变化。”

盖兹指出,气体云不可能在黑洞附近独自生存。她推测G2里面一定有一颗恒星,被一个尘埃壳包围着。盖兹说:“这是一颗不寻常的恒星,根据它的亮度应该非常大。”

研究人员认为这颗恒星的质量是太阳的两倍,体积是太阳的100倍。他们在新出版的《天体物理学杂志快报》上报道了研究结果。

盖兹说她的团队在融合过程中发现了一对双子星。她说双星系统在银河系中很常见,在银河系的中心,黑洞的引力会迫使它们一起环绕。结果将会是一颗非常热的新星,它会像新点燃的年轻原恒星一样膨胀。研究这样的天体是如何形成的将有助于科学家们解开围绕着恒星A*邻居的谜团,比如为什么这里有许多年轻的恒星,但是很少有大的老恒星。

然而,并不是所有的研究者都同意G2的判断。G2轨道是2012年由德国加新的马克斯·普朗克研究所地外物理研究所的斯特凡·吉森领导的研究小组首次发现的。2014年春,在智利用欧洲南方天文台的超大型望远镜观测到G2,相关研究成果于7月发表。研究人员指出,他们的观察显示G2的行为更像一团气体:它在接近黑洞之前被拉长,然后又回复。

研究人员表示,不看烟火不成问题,因为G2飞越期间剥离的气体可能需要数月甚至数年才能落到黑洞表面。吉森说:“到目前为止还没有烟火,但是这些气体完成了我们预期的过程。”他说:“看到它在我们眼前展开真的很有趣。”吉森的团队注意到另一个气体云,叫做G1,在13年前也遵循了类似的路径,并进一步指出这两个气体云是围绕Sgr A*轨道的连续气体带中的两个独立而密集的“结”。

位于马萨诸塞州剑桥的哈佛-史密森尼天体物理学中心的理论家阿维·勒布对这两种完全不同的解释非常感兴趣,因为他发表了两篇论文,为G2的起源提供了一种可能的解释:首先,它围绕着一颗恒星;其次,一颗位于别处的巨大恒星正在剥离外层并产生气体,从而形成它。勒布说他们看起来都很合理,“但是我认为我们没有足够的数据来做出判断。”他认为解决这个问题不会花很长时间:如果是后一种假设,这颗巨星应该很容易被发现。