银河系中心有一些非常奇怪的东西。
超大质量附近一开始是一个相当奇怪的地方,但在 2020 年,天文学家发现了六个围绕人马座 A* 运行的物体,它们与银河系中的任何物体都不同。它们是如此奇特,以至于被赋予了一个全新的类别——天文学家称之为 G 天体。
最初的两个天体——名为G1和G2——在大约二十年前首次引起了天文学家的注意,它们的轨道和奇怪的性质在随后的几年里逐渐拼凑在一起。它们似乎是巨大的气体云 100天文单位,当它们接近黑洞时伸展得更长,带有气体和尘埃发射光谱。
但 G1 和 G2 的行为并不像气体云。
“这些物体看起来像气体,但行为却像恒星,”物理学家和天文学家安德里亚·盖兹加州大学洛杉矶分校在 2020 年解释道。
盖兹和她的同事一直在研究银河系中心20多年来。根据这些数据,由加州大学洛杉矶分校天文学家 Anna Ciurlo 领导的天文学家小组又识别出了其中四个天体:G3、G4、G5 和 G6。
(Anna Ciurlo/Tuan Do/加州大学洛杉矶分校银河中心小组)
它们与 G1 和 G2 的轨道截然不同(如上图所示);总而言之,G 天体的轨道周期从 170 年到 1,600 年不等。
目前尚不清楚它们到底是什么,但 G2 完好无损2014年从近拱点出现盖兹认为,即其轨道上距离黑洞最近的点是一条重要线索。
“在最接近时,G2 有一个非常奇怪的特征,”她说。
“我们以前见过它,但它看起来并不太奇特,直到它接近黑洞并被拉长,并且它的大部分气体被撕裂。当它远离黑洞时,它从一个相当无害的物体黑洞在最接近时确实被拉伸和扭曲并失去了外壳,现在它又变得更加紧凑。”
G 物体的艺术家印象。 (杰克·西洛/加州大学洛杉矶分校)
此前,人们认为G2是一团氢气云,它将被人马A*撕裂并吞噬,产生一些超大质量黑洞吸积烟花。没有发生任何事情的事实后来被称为“宇宙的嘶嘶声”。
天文学家认为答案在于大质量双星。大多数时候,这对双星被锁定在一个共同的轨道上,只是闲逛,做着他们的伙伴明星的事情。但有时——就像双黑洞碰撞– 它们可以相互融合,形成一颗大星星。
当这种情况发生时,它们会产生巨大的尘埃和气体云,在碰撞后围绕新恒星大约一百万年。
“一定有某种东西使[G2]保持紧凑并使其能够在与黑洞的遭遇中幸存下来,”丘洛补充道。 “这是 G2 内部存在恒星物体的证据。”
那么其他五个人呢?好吧,它们也可能是双星合并。银河系中心的大多数恒星质量都非常大,而且大多数都是双星。人马座 A* 周围的极端引力可能足以破坏其相对频率的双星轨道。
“宇宙中恒星合并的情况可能比我们想象的更频繁,而且很可能相当普遍,”盖兹说。
”可能正在推动双星合并。可能很多我们一直关注而不了解的明星,可能就是现在风平浪静的合并的最终产物。我们正在了解星系和黑洞是如何演化的。双星之间以及与黑洞相互作用的方式与单星与其他单星以及与黑洞相互作用的方式非常不同。”
看起来 G 对象确实有很多共同点,无论它们是什么,扩展数据集只能提供更多信息来解决这个难题。然而,还有很多事情需要弄清楚。像一些发现神秘烟花Sgr A* 中的火焰也被发现了。
这是G2近点的延迟反应吗?宇宙的嘶嘶声到底不是那么嘶嘶作响吗?我们可能只需要继续观察这个奇怪的小超大质量黑洞太空角落,看看接下来会发生什么......
该研究发表于自然。
本文的早期版本于 2020 年 12 月发布。