緊貼黑洞,默默生長:天文學家在銀河系中心發現一個奇怪的物體

天空之城 2023/03/05 檢舉 我要評論

銀河系中心是一個十分奇怪的地方。那里不但有一個質量約為太陽400萬倍的超大質量黑洞,還有許多連天文學家也叫不出名的怪東西。它們的存在或許證明了一個道理:在極端環境下,很多事情會開始變得不合常理。

近日,一個由德國科隆大學領導的國際科研小組,又在銀河系中心的黑洞旁發現了一個神秘物體。

距離地球大約3萬光年的銀河系中心(左),以及被氣團X3包裹在內的年輕恒星X3a(右)。Florian Peißker

觀測顯示,這個神秘物體帶有新生恒星的特征,很像是一顆剛剛誕生不久的恒星。一顆新生的恒星如果出現在別處,可能并不會引起人們的多大注意;但它如果出現在距離銀河系中心超大質量黑洞很近的地方,情況就讓人費解了。

一般認為,銀河系中心超大質量黑洞附近的環境十分極端,兼具高動態和強輻射的特點。在這樣的動蕩環境中,就連云團也會被撕成碎片,恒星更是極不可能形成的。我們在這里只可能發現那些形成時間較早的恒星——它們通常形成于數十億年前,并因與其他天體的引力互動,而被迫來到了黑洞身邊。

然而在過去二十年間,天文學家逐漸開始在銀心附近發現了一些極為年輕的恒星。這些恒星的出現,讓人們開始質疑原有的認識。

此次發現的這個神秘物體被研究人員命名為X3a,被一個名叫X3的氣團包裹在內。如果它真是一顆恒星,那麼它的形成時間不會超過幾萬年;它的個頭還十分龐大——其體積是太陽的10倍,質量達到了太陽的15倍。

在對銀心周邊進行了多波段的觀測和分析之后,研究人員在距離黑洞大約數光年的地方,發現了一個環繞黑洞運行的物質環。這個物質環內部溫度極低,且能有效屏蔽強輻射,環境較為穩定,理論上可以為恒星的誕生提供庇護。

根據觀測數據,研究人員推測氣團X3原來可能就屬于這個環繞黑洞的物質環。在那里,它的質量能夠逐漸積累至太陽的百倍,然后其內部在自身引力的作用下發生了坍縮,孕育出了恒星的胚胎。

但X3和X3a又是如何離開這個物質環,來到黑洞身邊的呢?觀測結果顯示,類似X3這樣的云團在這個物質環內還有很多。理論上,這些云團之間的相互影響,會導致它們中的一部分失去動量,逐漸向銀心黑洞墜落。X3以及其內部的年輕恒星X3a,可能就是因為這個原因,逐漸「下沉」到距離黑洞較近的軌道上的。

所以歸根結底,從天體物理學的角度看,銀河系中心黑洞附近的環境依然是不適合孕育新恒星的;而對于身涉險境的X3a而言,它的命運也很難預料。

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