殭屍般的恆星是由恆星同類相食而產生的
這是一個靠近銀河系中心黑洞的恆星吞噬恆星的世界。
靠近銀河系中心超大質量黑洞(SMBH)的恆星一直生活在危險之中,但其中許多恆星無論如何都抓住機會讓自己看起來比真實年齡年輕。 這可以透過吃鄰近的恆星來實現。
天文學家有時會感到困惑不同的年齡估計方法會產生矛盾的結果。 最常見的解釋是,這顆恆星吃了一個同伴,導致它看起來比實際年齡更年輕。 在我們居住的安靜的銀河郊區,這種行為很少見——恆星之間有足夠的空間,除了像這樣的緊湊物體之外,食人者吃零食的機會很少。。
靠近銀河系中心的情況有所不同,那裡的恆星排列得非常緊密,並透過被稱為超大質量黑洞的引力加速到巨大的速度。。 西北大學的 Sanaea Rose 博士一直在模擬人馬座 A* 附近 1000 顆恆星的行為,並揭示了這個地方有多危險。
「中心黑洞周圍的區域充滿了以極高速度移動的恆星,」羅斯在一份報告中說。陳述。 「這有點像在尖峰時段穿過紐約市一個極其擁擠的地鐵站。 如果你沒有撞到其他人,那麼你就已經非常接近他們了。 對於恆星來說,這些近距離碰撞仍然會導致它們發生引力交互作用。 我們想探索這些碰撞和相互作用對恆星群體意味著什麼,並描述它們的結果。
「距離我們太陽最近的恆星大約有四光年遠,」羅斯補充道。 “在超大質量黑洞附近相同的距離內,有超過一百萬顆恆星。”
羅斯和同事對這些條件下恆星碰撞的頻率進行了建模,同時考慮了恆星的堆積密度、質量、軌道速度以及人馬座 A* 的引力影響。
研究團隊發現,最重要的因素是與SMBH的距離。 一旦距離達到 0.03 光年,相遇就很常見。 然而,這些很少是直接打擊。 相反,他們進行了羅斯所說的「暴力擊掌」。 這兩顆恆星相互擦肩而過,但它們的外層被撕裂,損失的深度取決於恆星的相對速度和碰撞的緊密程度。 「這些破壞性的碰撞導致了一群奇怪的、被剝離的、低質量的恆星,」羅斯說。
在這個區域內,一些恆星失去了太多的自身,以至於無法融合,導致該區域的低質量恆星數量減半。
再遠一點,距離與銀河係其他部分相比很小,碰撞就很少見了——但太陽質量的恆星在其一生中仍然會至少經歷一次碰撞。 當這種情況發生時,恆星缺乏能量來相互逃離。 相反,他們結合起來成為更大、看起來更年輕的明星。 對於一些靠近人馬座 A*(但不是太近)的星體來說,這種情況可能會發生很多次,形成質量超過太陽 10 倍的巨星。 羅斯和合著者計算出大約有 100 個這樣的多食人巨人潛伏在這個地區。
「一些明星贏得了碰撞彩票,」羅斯說。 「透過碰撞和合併,這些恆星收集了更多的氫。 儘管他們是由老年人組成的,但他們偽裝成煥發活力、看起來年輕的明星。 他們就像殭屍明星; 他們吃他們的鄰居。
恆星質量越大意味著壽命越短,因為恆星融合氫的速度比質量本身增加得更快。 因此,年輕的外表伴隨著較低的預期壽命。 這並不總是重要的,因為恆星在因自然原因死亡之前會足夠接近人馬座 A*,成為其吸積盤的一部分。 然而,恆星越大,它在被黑洞吞噬之前變成超新星的可能性就越大。
「這是一個與眾不同的環境,」羅斯說。 「恆星在一個非常擁擠的區域受到超大質量黑洞的影響,與我們在太陽系附近看到的任何東西都不同。 但如果我們能夠了解這些恆星群體,那麼我們也許能夠了解有關銀河系中心如何聚集的新知識。 至少,它確實為我們居住的社區提供了一個對比點。
羅斯在會上展示了這項工作美國物理學會四月會議,基於先前發表的論文天體物理學雜誌通訊和天體物理學雜誌,她是這兩篇文章的第一作者。