天文學家確定銀河系中央神秘天體

2020-12-16 人民網

原標題：天文學家確定銀河系中央神秘天體

　　或為雙子星形成的穩定天體

　　凱克天文望遠鏡觀測到的G2（中心位置） 圖片來源：Andrea Ghez, Gunther Witzel

　　本報訊自從被發現正處在即將與銀河系中心特大質量黑洞發生碰撞的過程中，一顆名為G2的神秘天體便讓天文學家感到好奇與困惑。然而在過去幾個月中，G2並沒有產生預測中的宇宙焰火，天文學家便又有些摸不著頭腦了。如今，一個研究小組認為他們已經摸清了為何什麼都沒有發生：G2並不是一個氣體雲，而是一顆由最近剛剛合併的一對恆星形成的奇異且更為穩定的天體。

　　位於銀河系中央的氣體和塵埃雲是非常難以觀測的。當天文學家在2012年計算出G2的軌道後，他們認為這是一團氣體雲，其所處的軌道非常接近位於銀河系中央的黑洞——被稱為人馬座A* (Sgr A*)。

　　研究人員推測，隨著G2逐漸靠近銀河系中心，黑洞的巨大引力將把它撕得四分五裂，並將其拖向黑洞的表面，進而產生大量的輻射，從而能夠揭示更多關於Sgr A*附近環境的信息。然而隨著G2度過了這個夏天，銀河系的中央依然平靜如初。

　　由美國加州大學洛杉磯分校Andrea Ghez率領的研究團隊，利用位於夏威夷的10米雙子凱克天文望遠鏡，在3月至8月間對G2進行了觀測——在此期間以及接下來的幾個月中，該天體跨越了預期中最接近黑洞的軌道。Ghez介紹說，研究人員利用3微米紅外線波長——能夠穿透Sgr A*周圍的塵霧——發現G2「依然在軌道上倖存，並且沒有發生任何改變」。

　　Ghez指出，一團氣體雲獨自經過黑洞附近是不可能倖存下來的。她推測，G2在其內部必定有一顆恆星，且周圍環繞著塵埃殼。Ghez說：「這是一顆不同尋常的恆星，根據其亮度計算應該很大。」

　　研究人員認為，這顆恆星的質量是太陽的2倍，而體積則是後者的100倍。他們在最新出版的《天體物理學雜誌快報》上報告了這一研究成果。

　　Ghez表示她的團隊發現了一對處於熔合過程中的雙子星。她說，雙星系統在銀河系中很普遍，而在星系中央，黑洞的引力會迫使它們盤旋在一起。而結果則會形成一顆非常炙熱的新恆星，它會像新近點燃的年輕原恆星一樣膨脹。而研究這樣的天體如何形成將幫助科學家解開圍繞在Sgr A*鄰居身上的謎團，例如為什麼這裡有很多年輕的恆星，而幾乎沒有年老的巨大恆星。

　　然而並非所有研究人員都贊成對G2的判斷。最早於2012年發現G2軌道的由德國加爾興馬普學會地外物理學研究所Stefan Gillessen率領的研究小組，於2014年春季利用位於智利的歐洲南方天文臺甚大天文望遠鏡觀測了G2，並於7月發表了相關研究結果。研究人員指出，他們的觀測結果顯示，G2的表現更像一團氣體云：其在接近黑洞前被拉伸，過後又再次還原。

　　研究人員表示，沒有看到焰火併不是一個問題，這是因為G2在飛越過程中被剝離的氣體可能要花上數月甚至數年才能落到黑洞表面。Gillessen表示：「迄今為止那裡並沒有焰火，但是這些氣體正在完成我們預期的過程。」他說：「看到它如何在我們眼前展開真的很有趣。」Gillessen的研究團隊注意到另一個氣體雲——被稱為G1——在13年前也曾遵循類似的路徑，進而指出，這兩個氣體雲都是環繞Sgr A*軌道的一條連續氣體帶上的兩個單獨而緻密的「節」。

　　麻薩諸塞州劍橋市哈佛-史密森天體物理學中心理論學家Avi Loeb對於這兩種完全不同的解釋感到很有趣，因為他曾發表了兩篇論文、提供了對G2來源的可能解釋：第一，它環繞著一顆恆星；第二，位於別處的一顆巨大恆星正在剝離其外層並產生氣體，進而形成了它。Loeb說，它們看起來都有道理，「但我認為我們已有的數據尚不足以做出判斷」。他並不認為解決這個問題需要很長的時間：如果是後一種假設，則那顆巨大恆星應該很容易被發現。（趙熙熙）

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