近日，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個與超大質(zhì)量黑洞近距離接觸后幸存下來的神秘天體。根據(jù)一項新研究，這個名為 G2 的天體實際上是三顆嬰兒恒星，被一層厚厚的氣體和塵埃云團(tuán)所籠罩，而它們正是誕生于這些氣體和塵埃之中。該研究為回答 2014 年 G2 掠過人馬座 A*（銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞）后遺留的問題提供了一個非常清晰的答案。
▲ 這個名為 G2 的天體實際上是三顆嬰兒恒星，被一層厚厚的氣體和塵埃云團(tuán)所籠罩，而它們正是誕生于這些氣體和塵埃之中
研究人員在論文中寫道：“我們認(rèn)為，此次監(jiān)測到的這些被塵埃包裹的物體，其實是一個溶解的年輕星團(tuán)的殘留物，該星團(tuán)的形成始于（超大質(zhì)量黑洞的）環(huán)核盤?！?/p>
G2 是在 2011 年發(fā)現(xiàn)的，天文學(xué)家在 2012 年發(fā)表的一項研究中對其進(jìn)行了描述。當(dāng)時，它正在沖向所謂的“近黑點”（perinigricon）—— 其軌道上距離黑洞最近的點。據(jù)天文學(xué)家的估計，這次近距離的相遇將導(dǎo)致 G2 被人馬座 A * 撕裂并吞噬，變成這個超大質(zhì)量黑洞吸積時所釋放的輻射。
然而，什么也沒有發(fā)生。這一結(jié)果后來被稱為“宇宙級失敗”。G2 在靠近黑洞的過程中不斷伸展，并在經(jīng)過近黑點之后，恢復(fù)到一個更緊湊的形狀。
G2 還具有另一個令人困惑的特點：它非常熱，遠(yuǎn)比塵埃云團(tuán)熱得多。有可能是人馬座 A * 或其他恒星對其進(jìn)行了加熱，但無論位于何處，G2 的溫度都保持不變。這表明，給 G2 加熱的物質(zhì)來自于云團(tuán)本身，而不是外部的影響。
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這兩種行為都更符合恒星的特征。2020 年時，一組研究人員提出，G2 云團(tuán)內(nèi)部可能隱藏著一顆恒星 —— 這是兩顆恒星碰撞的產(chǎn)物，在它們周圍產(chǎn)生了巨大的氣體云和塵埃。但這項研究也揭示了在銀河系中心發(fā)現(xiàn)的 4 個類似天體，使 G 系列天體的總數(shù)達(dá)到 6 個。其中有很多是合并的雙星。
現(xiàn)在，德國科隆大學(xué)的天體物理學(xué)家 Florian Pei?ker 領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊提出了另一種解釋。在這項新研究中，他們詳細(xì)回顧了歐洲南方天文臺甚大望遠(yuǎn)鏡二維光譜成像儀器 SINFONI 在 14 年來的觀測結(jié)果。
根據(jù)他們的分析，G2 中應(yīng)該隱藏著三顆年齡大約為 100 萬年的恒星。對于恒星而言，這算是非常年輕的；相比之下，太陽已經(jīng)有 46 億年的歷史了。G2 的恒星如此年輕，以至于它們?nèi)匀槐恍纬伤鼈兊脑茍F(tuán)物質(zhì)所包圍。
“G2 實際上是由三顆正在進(jìn)化的年輕恒星組成的，這太不可思議了，”Pei?ker 說道。他還指出，這三顆恒星的發(fā)現(xiàn)將使它們成為人馬座 A * 周圍觀測到的最年輕的恒星。
事實上，天文學(xué)家已經(jīng)在銀河系中心發(fā)現(xiàn)了一個特殊的年輕恒星群體，稱為 S 星團(tuán)。根據(jù) Pei?ker 團(tuán)隊的模型，G2 的恒星可能就屬于這個星團(tuán)。
這些恒星可能起源于同一個恒星搖籃，并形成了一個星團(tuán)，但該星團(tuán)后來消散了，個別恒星脫離了人馬座 A*，并在其周圍形成了新的軌道。
即使與 S 星團(tuán)無關(guān)，G2 的恒星也可能是某個更大星團(tuán)的一部分。其他圍繞人馬座 A * 運行的塵埃物體也可能屬于這個星團(tuán)，它們可能來自更遠(yuǎn)的距離，在向超大質(zhì)量黑洞移動的過程中受到了引力的影響。
一般認(rèn)為，人馬座 A * 周圍的環(huán)境并不利于恒星的形成，因此天文學(xué)家還需要進(jìn)行更多的工作，以確定 G2 和其他 G 系列天體的可能起源。天文學(xué)家也可以利用這些新發(fā)現(xiàn)來更多地了解超大質(zhì)量黑洞。
“新的研究結(jié)果為黑洞如何運作提供了獨特的見解，”Pei?ker 說，“在宇宙中的其他角落，環(huán)境可能與銀河系截然不同，我們可以利用人馬座 A * 的環(huán)境作為藍(lán)圖，更多地了解其他星系的進(jìn)化和演變過程。”
這項研究發(fā)表在近期的《天體物理學(xué)雜志》（The Astrophysical Journal）上。
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