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银河系中心发现了6个疯狂天体在围绕黑洞旋转
发表时间:2020-01-21 10:14:4002:39   来源:本站    点击:4016090

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我们知道,与银河系中心相比,地球其实处于银河系的外围区,银河系中心大约有26,000光年远。我们星系中心的恒星密度比我们所在星系的密度高10亿倍。地心引力要大得多。磁场更加极端。银河系的中心是极端天体物理学发生的地方。而在我们星系的中心有一个区域,大约1000万颗恒星挤在3.25光年的空间里。它的中心是一颗被称为人马座A*的超大质量黑洞(SMBH),其质量超过400万个太阳。几十年来,天文学家一直试图观察和了解这一区域,希望能够了解它们是如何影响我们星系的演化过程。近日,他们的研究终于有所突破!

他们的发现包括一系列与人马座A *轨道非常接近的恒星(如S1和S2),这些恒星曾被科学家用来检验爱因斯坦广义相对论的准确性。而最近,来自加州大学洛杉矶分校的银河中心轨道计划的一个团队探测到一系列神秘物体也在围绕着黑洞运行。这些天体看起来像气体云,但它们的行为却像恒星,科学家认为造成这种差异的原因主要是取决于它们与人马座A*的轨道距离远近。

科学家在研究中指出,这些天体围绕我们星系的小型黑洞运行的周期在100到1000年之间。这些物体大多数时候看起来很紧凑,但当它们在轨道上离黑洞最近的点时,就会被黑洞巨大的引力拉长。

这项观测大约持续了15年,科学家已经在银河系中心附近发现了越来越多的此类天体。第一个天体被命名为G1,是在2005年发现的。2012年,科学家们发现了第二个天体(G2),它与人马座a *在2014年非常接近。最初,G1和G2被认为是气体云,直到它们最接近人马座A*时才被SMBHs的引力撕碎,在最接近的时候,G2有一个非常奇怪的行为。当它靠近黑洞并被拉长,它的大部分气体被撕裂。当它的轨道远离黑洞时,它又变成原来的样子!

2018年,科学家利用凯克天文台(W.M. Keck Observatory)和自适应光学技术收集的12年数据,在星系中心附近识别了另外三个天体,它们分别是G3、G4和G5,最后还有G6。在最近的这项研究中,由奎尔洛博士领导的研究小组利用凯克(W.M. Keck)的欧西里斯积分场光谱仪(OSIRIS integral field spectrometer)获得的13年近红外数据,对这6个天体的轨道进行了检测。天文学家对研究这些天体感到兴奋,因为它们为天文学家提供了检验广义相对论的机会。然而现在科学家更关心地是这六科神秘天体的命运!

正如加州大学洛杉矶分校的物理学和天文学教授、该研究的合著者马克·莫里斯所解释的那样,这些天体的命运是天文学家想要知道的,因为它离黑洞非常近,当它们掠过中心黑洞时,被潮汐力拉离的东西必然会落入黑洞。当这种情况发生时,它可能会产生令人印象深刻的壮观表演,因为被黑洞吞噬的物质会升温并发出丰富的辐射,然后才会消失在活动视界上。

在观测银河系中心区域的过程中,研究小组迄今为止已经报告了六个天体的存在。然而,他们也注意到,虽然G1和G2有非常相似的轨道,其他四个物体的轨道却有很大的不同。这自然引出了这样一个问题,即所有这6个对象是类似的一类对象,还是G1和G2是异常值。

为了解决这个问题,Ghez和她的同事们认为,所有的6个天体都是由于SMBHs强大的引力而合并在一起的双星。这一过程需要100多万年才能完成,这可能表明双星合并实际上非常普遍。

这意味着黑洞可能正在推动双星合并,这很有可能,我们一直在观察却不了解的许多恒星,可能是现在平静下来的合并的最终产物。我们正在学习星系和黑洞是如何演化的。双星和黑洞之间的相互作用与单星和其他单星以及黑洞之间的相互作用非常不同。不仅如此,在过去的24年里,科学家发现人马座A*变得越来越亮,这表明它正在消耗更多的物质。同样,2014年观察到的G2的拉伸似乎将气体抽离,而这些气体可能是最近被黑洞消耗的。最近的观察还表明,虽然G2外层的气体被拉伸得很厉害,但内部的尘埃并没有被拉伸太多。这意味着某种东西保持了尘埃的紧密,这是有力的证据,恒星可能在G2内部。

与此同时,团队已经确定了一些可能属于这类新对象的候选对象,并将继续分析它们。最终,这项研究将帮助天文学家了解大多数星系中正在发生的事情,以及恒星和其核心的SMBHs之间的相互作用是如何推动它们的演化的。

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