上海天文馆|引力可以解释仙女座中心的奇怪形状上海市|月亮

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当两个星系相撞时，它们核心的超大质量黑洞会释放出毁灭性的引力，类似于霰弹枪的后坐力，这种冲击力可能非常强大，可以将数百万颗恒星撞入不稳定的轨道。这项研究有助于解开，围绕仙女座星系中心形状奇特星团的数十年之谜。它还可能帮助研究人员更好地了解星系如何通过相互取食而生长的过程。
当科学家们第一次观察仙女座时，他们期待看到一个被相对对称的星团包围的超大质量黑洞，然而，相反的，他们发现了这个巨大的、细长的物质。在 1970 年代，科学家们将气球发射到地球大气层的高处，以近距离观察距离银河系最近的星系仙女座的紫外线。哈勃太空望远镜对1990年代的这些初步观察进行了跟进，并得出了一个令人惊讶的发现，就像我们自己的星系一样，仙女座的形状像一个巨大的螺旋。但是，螺旋中心附近恒星丰富的区域看起来并不像它应该有的那样，这些恒星的轨道呈现出一种奇怪的椭圆形。
没有人知道为什么，科学家称这种模式为“古怪的核盘” ，在这项新研究中，科学家使用计算机模拟来追踪当两个超大质量黑洞，碰撞在一起时会发生什么，仙女座可能是在数十亿年前的类似合并中形成的。根据计算，这种合并产生的力可能会弯曲并拉动星系中心附近恒星的轨道，从而形成这种明显的拉长模式。
当星系合并时，它们的超大质量黑洞将聚集在一起，最终成为一个单一的黑洞，我们想知道，这样做的后果是什么？合并可能在塑造这些恒星质量方面发挥重要作用，当星系碰撞时，中心的黑洞可能开始相互旋转，移动得越来越快，直到它们最终撞击在一起。在这个过程中，它们会释放出巨大的“引力波”脉冲，即时空结构中的真实涟漪。
那些引力波会将动量从剩余的黑洞带走，你会得到后坐力，这样的后坐力会对距离星系中心1秒差距或大约19万亿英里范围内的恒星产生什么影响。从地球上用肉眼可以看到的仙女座从头到尾绵延数万秒差距。
这种灾难性碰撞产生的引力波不会直接影响星系中的恒星。但后坐力会将剩余的超大质量黑洞抛回太空，速度可达每小时数百万英里，对于质量比太阳大数百万或数十亿倍的天体来说，这并不是一件坏事情。如果你是一个超大质量黑洞，并且你开始以每秒数千公里的速度移动，你实际上可以逃离你所在的星系。
然而，当黑洞没有逃逸时，研究小组发现它们可能会拉动周围恒星的轨道，导致这些轨道拉长，结果看起来很像科学家在仙女座中心看到的形状。科学家们希望扩大他们的模拟，以便他们可以直接将他们的计算机结果与现实生活中的星系核心进行比较，其中包含许多倍的恒星。他们指出，他们的发现也可能有助于了解宇宙中其他物体周围发生的不寻常事件，例如围绕被称为中子星的神秘天体运行的行星。
【上海天文馆|引力可以解释仙女座中心的奇怪形状】如果你在围绕一个中心物体的轨道上，并且那个物体突然飞离，可以按比例缩小以检查许多不同的系统。