银河系中心基本上是银河系的狂野西部。 由超大质量主宰质量是太阳的430万倍,环境是银河系中最恶劣的。
正如我们所知,这是明星冒着必死无疑的危险的地方。一个人可能会被极端的潮汐力弄成气体和尘埃,结束原子融合的漫长而富有成效的生命。
想象一下当天文学家发现相反的情况时他们感到多么惊讶? 一颗恒星并未消亡,而是正在诞生,就在银河系巨大的胃部——人马座 A* (Sgr A*) 附近。
X3a,这个新的宇宙天体,只有几万年的历史,在宇宙时间中几乎眨眼的时间。 然而,它距离 Sgr A* 如此之近,以至于它的存在不仅挑战了我们对恒星形成的理解,而且挑战了我们对黑洞运作的理解。
尽管动态强度和强大的紫外线和 X 辐射会阻止气体凝聚成恒星的种子,但 X3a 不仅存在,而且是在预计不会形成婴儿恒星的地方存在的。
它的半径是太阳的 10 倍,质量是太阳的 15 倍,光度是太阳的 24,000 倍,它也不完全是一颗娇小的婴儿恒星。
德国科隆大学天体物理学家 Florian Peißker 领导的团队表示,原因相对简单。 X3a并不是在它所在的地方形成的:它是在距离黑洞更远的地方形成并向内迁移的。
“事实证明,距离黑洞几光年的地方有一个区域满足恒星形成的条件,”佩斯克解释说。 “这个区域是一个由气体和尘埃组成的环,温度足够低,并且可以免受破坏性辐射的影响。”
恒星形成的细节仍然是个谜,但我们知道需要满足某些条件。 恒星在太空中密集、寒冷的分子云中形成,当一个更密集的团块在自身重力作用下塌陷、旋转,并开始从其周围的分子云中吸引更多物质时。
对于这些条件来说,超大质量黑洞的紧邻区域并不被认为是特别好的环境。 Sgr A* 被称为吸积盘的尘埃和气体盘包围,高速旋转并发射强光。 紫外线光子施加辐射压力和光蒸发过程,可以减少恒星形成吸积盘会释放出大量的这种物质。
距黑洞一定距离之外,该材料的厚度足以防止这些破坏性影响,并保持足够低的温度以利于恒星形成。
根据研究小组的分析,X3a 可能是在这个区域形成的,即围绕银河系中心的物质环。 在这个环中,密度更大的云可能会聚集在一起,在足够小的区域内产生足够的质量,从而引发恒星形成过程的引力塌缩。
这片星云一开始的质量约为 100 个太阳,它的引力塌缩可能引发了几颗婴儿恒星的形成。
但X3a并没有原地踏步。 它开始向 Sgr A* 迁移,在其生长过程中仍被物质包围。 在途中,它可能会遇到在同一环境中形成的其他致密团块和云,从而使婴儿恒星积累更多质量。 现在它仍处于生长阶段,周围都是物质。
在天文学家识别出其中的小恒星之前,正是这团名为 X3 的物质首先引起了天文学家的注意。 多个红外和近红外仪器可以辨别恒星的长波长光,这些光可以穿透其周围厚厚的云层。 对这种光的分析揭示了与婴儿恒星一致的化学成分。
“X3a 的质量约为太阳质量的十倍,是恒星中的巨人,这些巨人进化得非常快,走向成熟,”天文学家 Michal Zaja?ek 说在捷克马萨里克大学。
“我们很幸运地在彗星形状的星周包层中间发现了这颗大质量恒星。随后,我们确定了与年轻时代相关的关键特征,例如围绕它旋转的致密星周包层。”
X3a的发现可以帮助天文学家解开另一个长达数十年的谜团。 大约 20 年前,在人马座 A* 附近发现了非常年轻的恒星,此前人们认为那里只可能存在非常古老的恒星。 X3a 表明,年轻恒星在更远的地方形成,然后向 Sgr A* 迁移,可能并不是特别罕见的现象。
而且这种情况也可能不仅仅发生在我们的银河系。 人马座 A* 周围的结构已在许多其他星系中被发现,它们可能拥有自己的婴儿恒星群。 这个概念可能会改变我们对星系核动力学的理解。
未来的工作将测试该团队的恒星形成模型,不仅适用于银河系,而且适用于更广阔的宇宙。
该研究发表于天体物理学杂志通讯。