作者:G. Witzel 来源:《天体物理学杂志快报》 发布时间:2014/11/22 19:10:03
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天文学家确定银河系中央神秘天体
或为双子星形成的稳定天体

凯克天文望远镜观测到的G2(中心位置) 图片来源:Andrea Ghez, Gunther Witzel

本报讯 自从被发现正处在即将与银河系中心特大质量黑洞发生碰撞的过程中,一颗名为G2的神秘天体便让天文学家感到好奇与困惑。然而在过去几个月中,G2并没有产生预测中的宇宙焰火,天文学家便又有些摸不着头脑了。如今,一个研究小组认为他们已经摸清了为何什么都没有发生:G2并不是一个气体云,而是一颗由最近刚刚合并的一对恒星形成的奇异且更为稳定的天体。

位于银河系中央的气体和尘埃云是非常难以观测的。当天文学家在2012年计算出G2的轨道后,他们认为这是一团气体云,其所处的轨道非常接近位于银河系中央的黑洞——被称为人马座A* (Sgr A*)。

研究人员推测,随着G2逐渐靠近银河系中心,黑洞的巨大引力将把它撕得四分五裂,并将其拖向黑洞的表面,进而产生大量的辐射,从而能够揭示更多关于Sgr A*附近环境的信息。然而随着G2度过了这个夏天,银河系的中央依然平静如初。

由美国加州大学洛杉矶分校Andrea Ghez率领的研究团队,利用位于夏威夷的10米双子凯克天文望远镜,在3月至8月间对G2进行了观测——在此期间以及接下来的几个月中,该天体跨越了预期中最接近黑洞的轨道。Ghez介绍说,研究人员利用3微米红外线波长——能够穿透Sgr A*周围的尘雾——发现G2“依然在轨道上幸存,并且没有发生任何改变”。

Ghez指出,一团气体云独自经过黑洞附近是不可能幸存下来的。她推测,G2在其内部必定有一颗恒星,且周围环绕着尘埃壳。Ghez说:“这是一颗不同寻常的恒星,根据其亮度计算应该很大。”

研究人员认为,这颗恒星的质量是太阳的2倍,而体积则是后者的100倍。他们在最新出版的《天体物理学杂志快报》上报告了这一研究成果。

Ghez表示她的团队发现了一对处于熔合过程中的双子星。她说,双星系统在银河系中很普遍,而在星系中央,黑洞的引力会迫使它们盘旋在一起。而结果则会形成一颗非常炙热的新恒星,它会像新近点燃的年轻原恒星一样膨胀。而研究这样的天体如何形成将帮助科学家解开围绕在Sgr A*邻居身上的谜团,例如为什么这里有很多年轻的恒星,而几乎没有年老的巨大恒星。

然而并非所有研究人员都赞成对G2的判断。最早于2012年发现G2轨道的由德国加尔兴马普学会地外物理学研究所Stefan Gillessen率领的研究小组,于2014年春季利用位于智利的欧洲南方天文台甚大天文望远镜观测了G2,并于7月发表了相关研究结果。研究人员指出,他们的观测结果显示,G2的表现更像一团气体云:其在接近黑洞前被拉伸,过后又再次还原。

研究人员表示,没有看到焰火并不是一个问题,这是因为G2在飞越过程中被剥离的气体可能要花上数月甚至数年才能落到黑洞表面。Gillessen表示:“迄今为止那里并没有焰火,但是这些气体正在完成我们预期的过程。”他说:“看到它如何在我们眼前展开真的很有趣。”Gillessen的研究团队注意到另一个气体云——被称为G1——在13年前也曾遵循类似的路径,进而指出,这两个气体云都是环绕Sgr A*轨道的一条连续气体带上的两个单独而致密的“节”。

马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心理论学家Avi Loeb对于这两种完全不同的解释感到很有趣,因为他曾发表了两篇论文、提供了对G2来源的可能解释:第一,它环绕着一颗恒星;第二,位于别处的一颗巨大恒星正在剥离其外层并产生气体,进而形成了它。Loeb说,它们看起来都有道理,“但我认为我们已有的数据尚不足以做出判断”。他并不认为解决这个问题需要很长的时间:如果是后一种假设,则那颗巨大恒星应该很容易被发现。(来源:中国科学报 赵熙熙)

 
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