作者:R. Genzel 来源:《自然》 发布时间:2011-12-19 11:01:43
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科学家发现质量为地球3倍的云团

 
色点表明了气体和尘埃云在2004年、2008年和2011年的位置。
 
图片来源:S. Gillessen等,《自然》
 
每艘宇宙飞船的船长都知道最基本的原则:避开黑洞。然而似乎有一颗天体并没有拿到这本备忘录。根据一项新的研究,一个小型的气体与尘埃云正在朝着位于银河系中心的黑洞前进——当它们碰撞时,请等着看天文焰火吧。
 
这个名为人马座A*的黑洞质量相当于太阳质量的400万倍,直径达到27000光年。银河系中的每一颗恒星都以它为中心环绕运转。我们的太阳要用2.3亿年才能环绕其运行一周,然而有一颗已知的恒星距离人马座A*是如此之近,环绕一周仅需16年。
 
如今,天文学家发现,一个新的天体正在这个黑洞的附近。德国马普学会地外物理学研究所的Stefan Gillessen和Reinhard Genzel以及他们的同事,利用位于智利的欧洲南非天文台甚大望远镜,在红外波长下观测银河系中心——此举能够穿透那里与地球之间厚厚的尘埃。经过9年的观测,天文学家发现,一个小型的气体云似乎正在越来越接近人马座A*。他们注意到,该天体的波长为3.76微米而非2.16微米。研究人员表示,这意味着它是一个气体和尘埃云而非一颗恒星,因为恒星非常炙热,因此应该在更短的波长上更为明亮才对。
 
这个云团的质量大约相当于地球的3倍,所释放的能量则是太阳的5倍,而跨度为日地距离的250倍。其温度约为550开氏度——比金星的表面略冷。人马座A*巨大的引力正在使云团戏剧性地加速:2004年,云团飞向黑洞的速度为每秒1200千米;而到2011年,这一速度几乎翻番,达到2350千米每秒。在这种速度下,一架飞机可在17秒钟环绕地球一周。
 
该云团将在2013年夏季接近人马座A*,届时气体与尘埃的中心同黑洞的距离相当于日地距离的260倍。然而随着云团遇到正在环绕黑洞运行的炙热气体,它也将走向生命的终点。Gillessen表示:“当我们注意到2011年的数据显示云团正在开始被拉伸得像意大利面条一样时,我们感到兴奋。因此就在我们眼前,将能够看到黑洞如何摧毁一个云团。大量物质将雨点般落入黑洞,并释放出巨大的能量。”研究小组在12月14日的《自然》杂志网络版上报告说,在未来的10年中,随着一部分云团落入人马座A*,摩擦和引力将把它们的温度加热几百万摄氏度,并产生X射线。
 
而也在自己的数据中对这一天体进行研究的美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的天文学家Andrea Ghez却不打算为这一戏剧性事件赌上自己的房子。她说:“一种更可能的解释是这是一颗红外辐射过强的恒星。”因为被尘埃环绕的一颗恒星能够吸收可见光并以红外波长重新发射。如果该天体仅仅是一颗恒星,那么它将不会坠入黑洞,转而将以140年为周期环绕人马座A*运转。Ghez表示,在星系中心附近存在一些红外辐射过强的恒星。
 
到底谁对?我们将在2013年找到答案。如果这一天体真是气体云,那么这场焰火(在X射线和红外波长下)将揭示星系最大黑洞周围的极端情况,这不但为天文学家研究其他星系的特大质量黑洞提供信息,同时也为宇宙飞船的船长下一次在银河系中心遨游带来帮助。(来源:科学时报 赵路)
 
 
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