有一個超大質量在我們銀河系的中心。那裡還有很多其他的東西。年輕恆星、氣體、塵埃和恆星質量。這是一個充滿活力的地方。
它還被星際氣體和塵埃的面紗包圍,這意味著我們無法在可見光下觀察該區域。我們可以通過紅外線和射電來觀察該區域的恆星,那裡的一些氣體會發出射電光,但恆星質量的黑洞仍然是一個謎。
一大挑戰是我們無法很好地測量黑洞的數量。傳統的恆星形成模型表明,距離超大質量黑洞人馬座 A* 最近的區域可能只有 300 顆恆星。
其他模型表明,人馬座 A* 本身的形成可能引發了數百個恆星質量黑洞的形成。但一項新研究天文學與天體物理學表明恆星質量黑洞的數量要多得多。
這個新模型背後的想法是,與星系的其他部分相比,Sgr A* 附近的中心區域充滿了氣體和塵埃。這意味著大型O型和B型恆星很容易形成。
這些恆星的壽命非常短,因此會以超新星的形式死亡。它們的核心會塌縮成黑洞,而其餘的物質會被拋棄並可用來製造新的恆星。隨著時間的推移,隨著新一輪恆星的誕生和死亡,該地區的黑洞會不斷積累。
最終,該區域將充滿足夠的黑洞,恆星與黑洞之間的碰撞將變得很常見。黑洞會逐漸撕裂恆星,攪動該區域以加速恆星和黑洞的形成。作者將這種模型稱為星形研磨機。
如果這個模型是正確的,那麼我們銀河系的中心每立方秒差距可能有數百萬或數十億個恆星質量的黑洞。任何進入該區域的恆星都會面臨危險。這是一個令人著迷的想法,但我們如何證明它呢?為此,作者研究了一個稱為碰撞時間的統計概念。
對於該區域中給定的黑洞密度,恆星和黑洞碰撞之前存在平均時間。該碰撞時間取決於該區域中黑洞的數量和恆星的大小。顯然,黑洞數量越高,碰撞時間越短,但恆星越大,發生碰撞的可能性就越大。
該團隊計算了各種分佈的碰撞時間,然後將他們的結果與我們觀察到的結果進行比較。由於銀河系中心最大的恆星最容易被發現,因此我們很清楚有多少顆恆星。根據觀測,與銀河係其他部分相比,該區域最大的O型恆星數量較少。
這表明O型恆星經歷了黑洞研磨。該區域有大量較小的 B 型恆星,這表明它們並不經常遇到黑洞。根據他們的統計數據,作者認為 Sgr A* 周圍區域每立方秒差距大約有 1 億個黑洞。
作者還指出,這個模型可以解釋銀河系光暈中超高速恆星的存在。我們知道大約有十二顆恆星的速度如此之快,以至於它們會逃離我們的銀河系。
恆星獲得如此速度的一種方法是與黑洞近距離接觸。我們觀察到的超高速恆星的數量可能是由於銀河系中心的近距離接觸造成的。









