黑洞,溫柔的殺手,科學家發現銀河系中心黑洞活在孕育新恆星

2020-10-18 科學求知之者

一直以來,黑洞都是以冷面殺手的形象展現在我們的面前。它們是宇宙中的饕餮,無所不吞,連光也不放過。任何天體膽敢靠近它,都必死無疑。

不過,科學家告訴我們:雖然黑洞一直被我們看作是宇宙中的殺手,但它可能也有溫柔的一面。有的時候,它反而或孕育出一些新的恆星。

這項研究,還要從銀河系的中心說起。

眾所周知,銀河系的中心是整個銀河系恆星密度最大的地方,無數恆星密密麻麻的聚集在一起,恆星密度其他區域的10億倍。這個範圍直徑大約2萬光年,厚度也有1萬光年。

著無數的恆星,就像眾星拱月一樣,圍繞著一個超大質量黑洞,我們稱之為人馬座A*。它的質量大約是太陽的400萬倍,憑藉著極其恐怖的引力,拉動著方圓數萬光年宇宙空間內的天體圍繞自己公轉。

科學家們以前認為,銀河系的中心都是老年的恆星,有的甚至超過100億年。

不過,2017年的時候,科學家利用帕拉納天文臺的望遠鏡對銀心進行觀測的時候,發現了一批隱藏在濃厚星際塵埃雲身後的恆星。

這一批恆星位於仙王座方向,一共被發現了650顆。而在對它們進行光譜檢測的時候,科學家驚訝地發現:這裡面竟然有35顆恆星超乎想像地年輕,它們甚至都不到1億歲,其中最小的只有大約2500萬歲。科學家們給它們起了個名字——經典仙王座。

這個發現引起了科學家們的注意,他們發現,自己應該重新認識一下銀心的結構以及恆星的演化方式了。

這些恆星的出現,大致有兩種可能:要麼是從外面遷移進來的,要麼是在這裡自己演化的。顯然,剛出生不久就能從外面遷移進來的可能性,還是比較低的。這樣看來,它們出生於這裡的可能性似乎更大一些。

而且,這些恆星的特徵,看起來也很符合它們就出生在此的結論,那就是——它們太巨大了。根據科學家的觀測,它們中大部分擁有著太陽30~50倍的質量。而銀心的區域,恰恰是大質量黑洞的「產房」。

如果它們真是在黑洞附近演化的,那麼這個情況就太詭異了。就像天文學家比喻的一樣:這無異於是在火山口建立了一家育兒所。而且,還是個巖漿在不斷沸騰的火山。

對於科學家來說,他們也很難理解形成這些恆星的星際塵埃是如何在人馬座A*附近這樣恐怖的環境下凝聚成恆星的。

實際上,對於銀心區域,科學家們一直就很難完全摸索清楚。最近,國外的一組科學家發布了他們近幾年的研究成果。在人馬座A*附近,他們觀測到了6個非常詭異的天體,就是下圖中的六個不同顏色的橢圓形。

當然,我們「凡夫俗子」是看不懂這些圖片裡的秘密了。科學家指出,這六個未知的天體「像霧像雨又像風」,說是氣體吧,卻表現出小型恆星的行為;說是恆星吧,看起來質量也就只有地球的幾倍;說是行星吧,但看起來像是氣體。

怪!

他們想了許久,提出了一種猜測:這是一群「血肉模糊」的恆星。

他們認為,這些奇怪的天體,其實原本都是一組雙星系統。它們行走在「火山口」,圍繞銀心的公轉周期僅100~1000年,可見它們距離超大質量黑洞極近(要知道,海王星圍繞太陽的公轉周期還是164.8年)。在這個範圍內,任何天體都是行走在地獄邊緣。所以,這些雙星系統有可能就是在黑洞的巨大引力作用下撞在一起。恆星的撞擊非常劇烈,這個過程中導致大量的氣體和塵埃被噴射出來,加上新結合的恆星,就形成了這個看起來既像是恆星又像是氣體的詭異天體了。

我很好奇,這樣的過程,是否是促成銀河系中心充滿大質量恆星的現狀?

儘管行走在地獄邊緣,但它們似乎並沒有真的被黑洞吞噬,甚至有的還出現逐漸遠離黑洞的情況。當它們遠離黑洞時,其形狀又從靠近時的長條形變得更加規整,也暗示著中心或許有一個穩定的引力源在束縛著它。

目前來說,科學家也只能提出這一個猜想,無法完全確定。

實際上,由於銀心恆星太過密集,導致觀測非常困難。正是因為這個原因,科學家拍攝人類歷史上第一張黑洞照片的時候,才選擇了M87星系的黑洞。可是,近水樓臺先得月,人馬座A*仍然為人類了解超大質量黑洞提供了其他黑洞所不具備的優勢。

因此,如何撥開大量恆星的「雲霧」,看清銀河系中心,將是科學家們急需解決的問題。

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