1、銀河系中發(fā)現(xiàn)遠古合并遺物
總有人嘲笑天文學家“地球都沒研究明白就去研究宇宙”，但我要說：這完全是兩碼事，因為研究方法根本就不一樣。雖然地球的歷史還沒明確，但這也不妨礙天文學家們對銀河系進行考古。不同于地質(zhì)學，研究銀河系的歷史主要靠的是對大量恒星的分析。
比如我們熟悉的蓋亞望遠鏡，由于它大約是以半年為節(jié)奏進行拍攝，因此它不但可以給恒星拍照，還能記錄恒星的運動軌跡。同時通過光譜信息，它還可以幫助我們了解每顆恒星的元素特征。這些就像不同地層的地質(zhì)信息一樣，對于銀河系考古十分關鍵。
上個月（2024 年 3 月），一篇發(fā)表于《天體物理學雜志》的文章中，研究人員對幾百萬顆恒星進行了相關分析。這些恒星有一個共同的特點：它們的年齡都很大，基本都在 120 億歲以上。這意味著，這些恒星可能在銀河系的銀盤形成之前就已經(jīng)存在了。通過元素和軌道分析，研究人員將這些恒星分成了兩個部分：位于銀盤外圍的 Shakti 和靠內(nèi)的 Shiva。
研究人員認為，這兩條古老的恒星流原本可能來自兩個獨立的星系，后來銀河系將它們吞并，至此那些恒星便融合進了后來的銀河系中。
2、恒星的行星食譜
通常來說，雙星系統(tǒng)中的兩顆恒星就像雙胞胎，因為誕生于同一片分子云，理應有著相同的化學特征。但是在蓋亞的數(shù)據(jù)中人們發(fā)現(xiàn)，有些“雙胞胎”的化學特征竟然不一致。
上個月（2024 年 3 月），一篇發(fā)表于《自然》雜志的文章中，研究人員借助多臺大型地面望遠鏡對 91 對特殊的“共生雙星”進行了詳細觀測。根據(jù)結(jié)果研究人員推測，那些元素異常的恒星應該是吞噬了周圍行星導致的。但是如果是因為恒星到了演化后期膨脹成了紅巨星還好說，但問題是這些恒星處于的是主序星階段，并沒有膨脹得很大，那它是怎么吞掉周圍行星的呢？
參考太陽系的情況，當恒星周圍有類地行星存在時，巖質(zhì)行星在形成時會大量消耗原行星盤中的鐵、鎂、硅等高熔點物質(zhì)。所以和沒有類地行星的恒星相比，有類地行星的恒星通常會“營養(yǎng)不良”。也就是恒星小的時候，類地行星可能會和它搶食。但是問題是：恒星在形成初期，內(nèi)部尚處于高對流狀態(tài)，即便當時化學特征有些許不同，今天也很難被探測到。
后來研究人員通過多體運動模擬發(fā)現(xiàn)，恒星和行星的碰撞在它們剛形成的頭一億年里尤為頻繁。在一億年這個時間尺度上，恒星已經(jīng)基本穩(wěn)定下來。如果在這期間有行星葬身在它表面，留下可探測痕跡還是有可能的。假如碰撞發(fā)生在更往后的階段，那估計只能是受到了某種外部擾動的原因了。
3、最大超星系團
我們知道，超星系團是比星系群、星系團更大的大尺度結(jié)構。由于星系長城這種東西內(nèi)部各部分缺少引力束縛，嚴格來說已經(jīng)不能算作物理意義上的結(jié)構，所以超星系團可以說已經(jīng)是目前宇宙中最大的結(jié)構了。比如我們銀河系所在的本超星系團（也就是室女座超星系團），它的直徑超過了一億光年，內(nèi)部光普通的星系團就有上百個。如果本超星系團是一個足球場，那銀河系只是一個小小的足球。然而后來天文學家發(fā)現(xiàn)，本超星系團似乎也只是一個更大星系團的一部分，那就是拉尼亞凱亞超星系團，一個直徑 2.5 億光年，包含了超過 10 萬個星系的龐然大物。
對于這些超星系團，先前的研究更多偏向于結(jié)構方面，至于它們是怎么形成的卻鮮為人知。為了解決這個問題，去年 11 月，一篇發(fā)表于《天體物理學雜志》的文章中，研究人員對 662 個超星系團的演化機制進行了專門的研究。這些超星系團其中質(zhì)量最大的一個，擁有超過 26 萬億顆恒星，直徑達到了 3.6 億光年，可以說是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的超星系團。
通過這項研究人們發(fā)現(xiàn)，超星系團內(nèi)的星系退行速度確實會慢于空間膨脹速度。就是說正常情況下，星系之間會因為宇宙膨脹而以一個比較固定的速度相互遠離，但是在超星系團內(nèi)的星系，它們之間相互遠離得并沒有那么快。這主要還是因為超星系團各部位之間引力作用比較明顯，這些部分占到了整個超星系團的 90%。
但是研究人員也發(fā)現(xiàn)，越大的超星系團它的密度越小，兩者幾乎成平方反比關系。也就是說，超星系團這種緊湊的結(jié)構只是暫時的，隨著時間推移它會逐漸變得越來越松散，直至解體。
4、突然暴躁的黑洞
2020 年 12 月，天文學家發(fā)現(xiàn)一個位于 8 億光年外的星系中心黑洞突然變亮了上千倍。一個安安靜靜坐落在星系中心的黑洞，為何突然暴躁起來？更加奇怪的還在后面，自從爆發(fā)后這個黑洞不是一直都那么亮，而是忽暗忽亮，周期大概 8.5 天，非常有規(guī)律，這個過程一直持續(xù)了四個月。所以，那里究竟發(fā)生了什么？
上個月（2024 年 3 月），一篇發(fā)表在《科學進展》上的文章中，研究人員對這一奇怪現(xiàn)象給出了一種解釋。他們認為，黑洞突然變亮應該是一顆恒星因為太靠近黑洞，被巨大的潮汐力給撕碎（也就是所謂的“潮汐破壞事件”）。當大量的恒星物質(zhì)突然涌向黑洞時，黑洞的吸積盤瞬間就被點亮了。
那那個忽亮忽暗的變化是怎么回事呢？研究人員推測，在這個 5000 萬倍太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞周圍可能還有個“小家伙”—— 一個 100~10000 倍太陽質(zhì)量的中等質(zhì)量黑洞。
這個“小家伙”距離大黑洞非常近，大約在大黑洞 100 倍引力半徑的地方。關鍵它的公轉(zhuǎn)軌道幾乎垂直于大黑洞的吸積盤，也就是它一直在吸積盤的上下來回穿梭。當小黑洞每次穿過吸積盤時，它都會猛烈地噴出一股氣體羽流。每當羽流指向地球方向時，我們的視線就會受到遮擋，于是呢我們就看到了吸積盤忽明忽暗的周期性變化。
5、藍超巨星起源
作為宇宙中質(zhì)量最大的恒星類型之一，藍超巨星堪稱恒星界的“巨無霸”，通常有著幾十、甚至上百倍的太陽質(zhì)量。這種恒星是如此極端，以至于是天文學家覺得它們的形成條件應該非?？量?。但實際上呢，無論是 O 型還是 B 型，藍超巨星在宇宙中并不罕見。這是為什么？
之后，天文學家們發(fā)現(xiàn)了一個線索：這些藍超巨星大部分都沒有伴星，屬于“單身人士”，這點非常奇怪。因為根據(jù)觀測，像太陽差不多大的恒星，“已婚”和“未婚”的差不多五五開，一半一半；而對于大質(zhì)量恒星來說，“已婚人士”的比例可以達到 75%。也就是說，越大的恒星越可能存在伴星。但是像藍超巨星（尤其是稍小的 B 型藍超巨星）來說，它們往往沒有伴星，并不符合這個規(guī)律。于是人們猜測：這些巨無霸會不會是兩顆恒星合并后的產(chǎn)物？
上個月（2024 年 3 月），一篇發(fā)表于《天體物理學雜志快報》上的文章中，研究人員通過分析大麥哲倫星系中的 59 顆 B 型藍超巨星首次證明了該觀點。他們先是根據(jù) SN 1987A 那次超新星爆發(fā)的雙星合并解釋，重新建立了新的雙星合并模型。然后他們將模型應用于這些恒星樣本并進行了對比，最終他們認為這些藍超巨星的存在大部分應該都是恒星合并的原因。
相關論文：
[1] Khyati Malhan and Hans-Walter Rix. Shiva and Shakti: Presumed Proto-Galactic Fragments in the Inner Milky Way. The Astrophysical Journal (2024). 964(2):104
[2] Liu, F., Ting, YS., Yong, D. et al. At least one in a dozen stars shows evidence of planetary ingestion. Nature 627, 501–504 (2024)
[3] Shishir Sankhyayan et al. Identification of Superclusters and Their Properties in the Sloan Digital Sky Survey Using the WHL Cluster Catalog. The Astrophysical Journal (2023). 958(1):62
[4] DHEERAJ R. PASHAM. et al. A case for a binary black hole system revealed via quasi-periodic outflows. SCIENCE ADVANCES (2024). 10(13)
[5] Athira Menon. et al. Evidence for Evolved Stellar Binary Mergers in Observed B-type Blue Supergiants. The Astrophysical Journal Letters (2024). 963(2)
本文來自微信公眾號：Linvo 說宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。