它們?nèi)ツ牧耍?

(相關(guān)資料圖)

從地球上看到的銀河系。Dirk Hoppe

銀河系中心的星星正在一顆顆地失蹤。

宇宙中的恒星大多是成雙成對的。太陽周邊空間中以雙星形式存在的恒星數(shù)量占到了所有恒星的7成。如果是大質(zhì)量恒星，這個比例還要高。

但是天文學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)，銀河系中心附近的情況明顯不同。

一個以加州大學(xué)洛杉磯分校Devin Chu為首的天文學(xué)科研團隊近日稱，他們動用夏威夷凱克天文臺的設(shè)備，對圍繞銀河系中心超大質(zhì)量黑洞運行的28顆（對）恒星進行了為期10年的跟蹤觀測。

銀河系中心超大質(zhì)量黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量相當于410萬個太陽，而這28顆（對）恒星都在距離黑洞1光月（7770億千米）的范圍內(nèi)運行。

這些恒星中有16顆（對）是一種特殊的恒星：它們非常巨大，質(zhì)量都在太陽的10倍以上；同時非常年輕，形成至今都不超過600萬年。

這是一個疑點。按理說年輕恒星是不太可能出現(xiàn)在超大質(zhì)量黑洞附近惡劣的環(huán)境中的。它們既不可能在此形成，也沒有足夠的時間在別處形成后遷徙至此。

疑點之二是，當研究人員對這些恒星進行了光譜分析后發(fā)現(xiàn)，這些恒星全是單星。

由于距離遙遠，一般的方法無法辨別這些恒星是單星還是雙星。研究人員只能對這些恒星的光譜進行分析，尋找隱藏其中的多普勒效應(yīng)。如果存在多普勒效應(yīng)，則意味著那里有一顆恒星正在環(huán)繞另外一顆恒星運行。

發(fā)現(xiàn)這些巨大的恒星都是單星是一件讓人吃驚的事，因為按照一般規(guī)律，大質(zhì)量恒星形成雙星甚至三體系統(tǒng)的概率比其他恒星還要高。

研究人員根據(jù)觀測結(jié)果，得出了銀河系中心黑洞附近恒星組成雙星的最高概率：47%，這遠低于太陽附近的區(qū)域。

這一差異說明銀河系中心環(huán)境擁有特殊性。但是為什么會這樣？假設(shè)這些恒星都曾是雙星，那么它們的伴星為何失蹤了？

一種可能是黑洞強大的引力將它們拆散了，并且其中一顆已被永久性地甩出了銀河系。這在理論上和實際中都是完全有可能的。天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多所謂的“速逃星”，它們都在以極高的速度（至少每小時160萬千米）朝著銀河系以外飛行。

另外一種可能是，黑洞的引力擾動使得雙星系統(tǒng)中的兩顆恒星發(fā)生了碰撞和合并。經(jīng)歷了合并的恒星會被“翻新”，看起來會比實際年齡小。而這也可以解釋為什么這些大質(zhì)量恒星身處對恒星形成不利的惡劣環(huán)境，看上去卻相當年輕。

參考 Evidence of a Decreased Binary Fraction for Massive Stars within 20 milliparsecs of the Supermassive Black Hole at the Galactic Center https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/acc93e Study could help solve mystery of the disappearing twins https://newsroom.ucla.edu/releases/binary-stars-supermassive-black-hole-ucla-keck-observatory

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