天文|围绕我们星系中心黑洞运行的怪异尘埃云可能比我们想象的更为怪异黑洞|恒星形成|科

在我们银河系的中心有一个超大质量的黑洞，天文学家把它命名为人马座A*（Sagittarius A* ，简写为Sgr A），它的质量超过太阳的400万倍。
但这并不孤单。在那里还有很多其他物质围绕着黑洞运行，包括恒星、气体和尘埃。随着时间的推移，我们可以看到这些物体在不可置信的重力作用下移动。事实上，几个恒星的运动告诉了我们很多关于黑洞本身的信息。

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但那里还有另一类物体，是才发现的，还不清楚它们是什么。如果一个天文学家小组是对的，他们可能是银河系中更奇异的天体之一：在黑洞的强烈影响下，双星合并成了另一种东西。奇怪的单一恒星。
第一个被称为G1的天体于2005年被发现，第二个（G2）在2012年被发现。它们看起来像尘埃云，一团团的物质。但在2014年， G2离黑洞非常近，如果它是一个简单的云，它就会被黑洞巨大的潮汐力粉碎。令人震惊的是，它完好无损地保留了下来！天文学家随后推测，这可能是一个围绕恒星的尘埃云，恒星的引力阻止了星云的扩散。但是如果没有更多的案例，我们很难知道更多（信息）。
这就是新研究的意义所在。利用位于夏威夷的大型凯克10米红外望远镜，天文学家们又发现了四个围绕着超大质量黑洞运行的天体，它们看起来非常像前两个天体（在这之前发现的G1和G2）。

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银河系中心周围G1-6尘埃云轨道示意图。左：显示对象当前位置和方向的三维表示。右图：从地球上看，它们的位置和轨道运动。作者：丘洛等人。
像前两个天体一样，它们看起来像是尘埃云，发出这种东西特有的光。它们似乎还含有氢气，在红外线中以特定的波长发光（称为“布拉克特伽马”约为2.2微米，远远超出了人眼所能看到的范围）。它们在围绕黑洞的椭圆轨道上运行，周期从170年到1600年不等，但轨道彼此之间有很大的不同（椭圆度和轨道平面不同），这表明它们并非都是由单个物体形成的，比如被撕裂成更小的尘埃云。有趣的是，在13年的观测中，它们的亮度都保持在相同的水平上，所以它们看起来有些稳定。

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所以它们不可能是简单的尘埃云，正如我们从黑洞附近通过的G2身上知道的那样。那它们到底是什么？

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这幅艺术作品描绘了嵌入星体的尘埃云围绕着银河系中心的超大质量黑洞人马座A*运行。作者：杰克·齐罗
天文学家们又一次转向了这样一个观点：每一颗恒星都可能曾经是一个双星系统，两颗恒星紧密地围绕着彼此运行。银河系中大约有一半的恒星处于这样的双星系中，所以它们非常常见。通常情况下，尤其是对于低质量恒星，它们可以像这样围绕着各自的共同重心旋转数十亿年。

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但是靠近星系中心的星系有一个超大质量的问题：人马座A* 。如果它们在轨道上离它太近，来自黑洞的潮汐会影响它们。简而言之，你离一个物体越近，引力就越强，如果这个物体是一个黑洞，这个梯度可能会很陡。当它们靠近时，其中一颗恒星比另一颗更靠近黑洞，被拉得更困难。由于重力的变化，这会使轨道延伸。当它们最终离开各自的轨道时。
如果这种情况一次又一次地发生，这两颗恒星可能会落得很近，以至于合并成一颗恒星。

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麒麟座V838 。图片来源：罗伯托·科伦巴里/美国宇航局/哈勃遗产团队
请注意，这里即将爆发巨大的能量！我们在谈论恒星（有关的问题）。当它们合并时，会迸发出巨大的能量，包括产生大量尘埃：岩石或含碳物质的微小颗粒。这些尘埃在恒星周围膨胀，在它周围形成一个稠密的云。
这不仅仅是理论：我们已经看到了它的发生。恒星麒麟座V838正是这一事件的一个例子。很可能是两颗大质量恒星合并并产生了巨大的尘埃云。在某个时刻，恒星爆发了一次光，当脉冲穿过云层时，它照亮了它的不同部分（看起来我们好像在观察云层的扩张，但实际上我们看到的只是穿过它的光）。分页标题
那么我们是不是看到了半打麒麟座V838*围绕着我们星系的中心超大质量黑洞运行？当然有可能。我们看到的数字符合，认为它们是嵌在稠密尘埃云中的恒星的想法符合动力学拟合（也就是说，让双星围绕黑洞受潮汐影响并合并在一起，在物理上是合理的），我们有一个这样一个野兽的例子（虽然不是在黑洞附近运行；V838离我们大约2000光年，而我们距离星系中心26000光年）。事实上，在大约400-600万年前，银河系中心发生了一次恒星形成的爆发，很可能是这些双星诞生的时候。

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所以这对我来说很有说服力。我会注意到我甚至在G3-6被发现之前就喜欢这个想法，所以我倾向于认为这是更多的支持。如果事实证明它们不是合并的双星，那就意味着它们是更奇异的东西。

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我当然同意。当你在谈论超大质量黑洞时，所有怪异的东西都变得司空见惯。所以不管这些东西是什么，它们都很酷，很值得（用红外线）保持关注。
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作者：Phil Plait
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