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銀河系黑洞附近首次發(fā)現(xiàn)雙星系統(tǒng)

來源:中國科學報 作者:杜珊妮 2024年12月19日 15:38

  12月17日,一項發(fā)表于《自然-通訊》的研究顯示,天文學家在研究銀河系中心的昏暗區(qū)域時,意外發(fā)現(xiàn)了一對年輕的恒星在銀河系的“黑暗之心”——超大質(zhì)量黑洞附近相互繞行。

  “這些結(jié)果讓我非常驚訝。”美國加州大學洛杉磯分校的天體物理學家Tuan Do說。此前,天體物理學家認為,黑洞強大的引力要么將這種雙星撕裂,要么將它們擠壓在一起。然而,這一被稱為D9的新天體意味著,這樣的雙星系統(tǒng)至少可以在黑洞附近短暫存在,并且有助于解釋附近其他的神秘天體。

  銀河系中心的黑洞是一個無法逃脫的“深坑”,其質(zhì)量是太陽的400萬倍。這個超大質(zhì)量黑洞名為人馬座A*,被高速恒星和塵埃天體環(huán)繞,它們被統(tǒng)稱為S星團。盡管銀河系中至少1/3的恒星系統(tǒng)是雙星或多星系統(tǒng),但S星團幾乎沒有這樣的系統(tǒng)。此外,該星團還包含神秘的G天體。

  這項研究報告的雙星系統(tǒng)的證據(jù),像許多類似的系統(tǒng)一樣,以星光波長的顫動形式出現(xiàn)。德國科隆大學的Florian Pei?茁ker研究團隊在使用歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡研究G天體時,注意到其中一個天體的特征發(fā)射線在不同時間略微發(fā)生了偏移。

  觀測銀河系中心很困難,因為它被氣體和塵?;\罩,因此研究人員通常會將多個夜晚的觀測結(jié)果疊加以減少噪聲。然而,該團隊將這些觀測結(jié)果按照單獨的夜晚分開,發(fā)現(xiàn)光譜線以372天為周期的規(guī)律模式移動。這正是塵埃團中包含一對雙星的證據(jù)。軌道運動意味著恒星反復沖向地球然后又遠離地球,周而復始。

  盡管D9具有G天體的典型塵埃特征,但它并不像類似天體的塵埃那樣明亮。研究人員將D9的整體輻射與新形成的塵埃覆蓋恒星模型進行比較后得出結(jié)論,認為它很可能由一顆年齡僅為270萬年的恒星和一顆伴星組成,其中恒星質(zhì)量是太陽的2.8倍,伴星質(zhì)量是太陽的0.7倍。

  該團隊表示,D9有可能解開S星團的幾個謎團。G天體可能是最近雙星合并的產(chǎn)物,也可能是即將發(fā)生的合并。隨著塵埃和氣體的消散,如此形成的恒星可能成為S星團中的年輕恒星之一。

  但并非所有人都相信這種假設能夠完全解釋G天體。德國馬克斯·普朗克地外物理研究所的Stefan Gillessen等人認為,G天體是短暫存在的氣體和塵埃團,當鄰近恒星的恒星風發(fā)生碰撞時形成,會產(chǎn)生湍流和沖擊波。

  Gillessen和同事已經(jīng)確定了3個G天體,它們似乎共享一個軌道。他認為,一個更自然的解釋可能是一大團氣體沿著軌道伸展,形成了幾個密度較高的結(jié)點,可以通過望遠鏡看到。

(責編:范婉璐)