在银河系超大质量黑洞附近发现更多神秘物体

在银河系超大质量黑洞附近发现更多神秘物体

银河系超大质量黑洞附近发现更多神秘物体

天文学家在银河系中心发现更多神秘物体,它们看起来像气云,但行为像星星。

在今天召开的美国丹佛天文学会会议上,加州大学洛杉矶分校博士后研究员安娜·丘罗(Anna Ciurlo)领导的研究小组宣布了他们的结果,12年来,这个团队利用夏威夷凯克天文台获取的数据进行了研究。

丘罗说:“这些紧凑的云状恒星物体移动得非常快,接近我们银河系的超大质量黑洞。看到它们每年都会移动,这真是令人着迷,它们是如何到达那里的?它们会演变成什么?这是很有趣的研究。”

研究人员通过使用凯克天文台的OH抑制红外成像光谱仪(OSIRIS)获得了银河中心气体动力学的光谱测量结果,从而发现这些奇怪的物体。

凯克天文台科学运营主管兰迪·坎贝尔(Randy Campbell)说:“我们仔细查看超大质量黑洞附近的复杂气体和云状结构,我们会发现这些物体的形状和速度有微妙变化。”

天文学家在十多年前首次在银河系黑洞中发现了G物体; G1于2004年首次出现,2012年,科学家又发现了G2。两者都被认为是气体云,它们都接近超大质量黑洞。G1和G2以某种方式设法克服了黑洞的引力,这可以将气体云分开。

加州大学洛杉矶分校天文学教授马克·莫里斯(Mark Morris)表示:“如果它们是气体云,G1和G2将无法保持完整。我们对G物体的看法是,它们是膨胀的恒星,这些恒星变得如此之大,以至于当恒星靠得很近时,由中央黑洞施加的潮汐力可以将物质从它们的恒星大气中抽出,但是恒星核心有足够的质量保持完好,问题是,它们为什么这么大?”

看起来,大量的能量被倾倒到了G物体当中,导致它们膨胀并长大到比典型的恒星还大的程度。

加州大学洛杉矶分校的银河中心轨道计划(GCOI)的科学家们认为,这些G物体是恒星合并的结果:两颗恒星相互围绕,因为巨大的黑洞的重力影响而相互撞击,形成双星。在很长一段时间内,黑洞的重力会改变双星的轨道,直到双星碰撞。这种暴力合并导致的组合对象可以解释多余能源来自哪里。

莫里斯说:“在这样的合并之后,由此产生的单个对象将会在相当长的一段时间内(也许是一百万年)膨胀起来,或扩张,然后才会稳定下来,并且看起来像一个普通大小的明亮星星。”

科学家安德里亚·盖兹(Andrea Ghez)说:“这是最激动人心的事情,如果这些物体确实是通过与中心超大质量黑洞相互作用而被驱动合并的双星系统,这可能会让我们深入了解一个过程,这个过程可能是造成最近通过引力波检测发现的恒星质量黑洞合并的原因。”

G物体不寻常的是它们的“浮肿”。 很少有一颗恒星被一层尘埃和气体覆盖得如此厚,以致天文学家无法直接看到这颗恒星。他们只看到了尘埃的光芒。为了在朦胧的环境中观察物体,坎贝尔团队开发了一种名为OSIRIS-Volume Display(OsrsVol)的观察工具。

他说:“OsrsVol允许我们从背景中分离出这些G物体,并分析三个维度的光谱数据,两个空间维度以及提供速度信息的波长维度,一旦我们能够区分三维数据立方体中的物体,我们就可以跟踪它们相对于黑洞的运动。”

丘罗表示:“20年来,凯克天文台每年都会用一些最好的仪器和技术观测银河中心,仅此一项就提供了高质量和一致的数据集,使得我们能够深入分析数据。”

该团队将继续遵循G物体轨道的大小和形状,这可以提供关于它们如何形成的重要线索。

当这些尘土飞扬的恒星紧凑物体接近超大质量黑洞时,天文学家将特别予以关注。 科学家们想看看这些物体是否像G1和G2一样保持完好,或者成为超大质量黑洞的牺牲品。

莫里斯说:“我们必须等待几十年才能观察到这种现象,对于G3来说大约需要20年,对于G4和G5物体来说需要几十年。了解G物体可以让我们了解到银河中心迷人而又神秘的环境。”


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