与黑洞“亲密接触”后幸存下来的神秘天体

近日，天文学家发现了一个与超大质量黑洞近距离接触后幸存下来的神秘天体。根据一项新研究，这个名为 G2 的天体实际上是三颗婴儿恒星，被一层厚厚的气体和尘埃云团所笼罩，而它们正是诞生于这些气体和尘埃之中。该研究为回答 2014 年 G2 掠过人马座 A*（银河系中心的超大质量黑洞）后遗留的问题提供了一个非常清晰的答案。

▲ 这个名为 G2 的天体实际上是三颗婴儿恒星，被一层厚厚的气体和尘埃云团所笼罩，而它们正是诞生于这些气体和尘埃之中

研究人员在论文中写道："我们认为，此次监测到的这些被尘埃包裹的物体，其实是一个溶解的年轻星团的残留物，该星团的形成始于（超大质量黑洞的）环核盘。"

G2 是在 2011 年发现的，天文学家在 2012 年发表的一项研究中对其进行了描述。当时，它正在冲向所谓的"近黑点"（perinigricon）-- 其轨道上距离黑洞最近的点。据天文学家的估计，这次近距离的相遇将导致 G2 被人马座 A * 撕裂并吞噬，变成这个超大质量黑洞吸积时所释放的辐射。

然而，什么也没有发生。这一结果后来被称为"宇宙级失败"。G2 在靠近黑洞的过程中不断伸展，并在经过近黑点之后，恢复到一个更紧凑的形状。

G2 还具有另一个令人困惑的特点：它非常热，远比尘埃云团热得多。有可能是人马座 A * 或其他恒星对其进行了加热，但无论位于何处，G2 的温度都保持不变。这表明，给 G2 加热的物质来自于云团本身，而不是外部的影响。

天文学家发现，这两种行为都更符合恒星的特征。2020 年时，一组研究人员提出，G2 云团内部可能隐藏着一颗恒星 -- 这是两颗恒星碰撞的产物，在它们周围产生了巨大的气体云和尘埃。但这项研究也揭示了在银河系中心发现的 4 个类似天体，使 G 系列天体的总数达到 6 个。其中有很多是合并的双星。

现在，德国科隆大学的天体物理学家 Florian Peißker 领导的研究团队提出了另一种解释。在这项新研究中，他们详细回顾了欧洲南方天文台甚大望远镜二维光谱成像仪器 SINFONI 在 14 年来的观测结果。

根据他们的分析，G2 中应该隐藏着三颗年龄大约为 100 万年的恒星。对于恒星而言，这算是非常年轻的；相比之下，太阳已经有 46 亿年的历史了。G2 的恒星如此年轻，以至于它们仍然被形成它们的云团物质所包围。

"G2 实际上是由三颗正在进化的年轻恒星组成的，这太不可思议了，"Peißker 说道。他还指出，这三颗恒星的发现将使它们成为人马座 A * 周围观测到的最年轻的恒星。

事实上，天文学家已经在银河系中心发现了一个特殊的年轻恒星群体，称为 S 星团。根据 Peißker 团队的模型，G2 的恒星可能就属于这个星团。

这些恒星可能起源于同一个恒星摇篮，并形成了一个星团，但该星团后来消散了，个别恒星脱离了人马座 A*，并在其周围形成了新的轨道。

即使与 S 星团无关，G2 的恒星也可能是某个更大星团的一部分。其他围绕人马座 A * 运行的尘埃物体也可能属于这个星团，它们可能来自更远的距离，在向超大质量黑洞移动的过程中受到了引力的影响。

一般认为，人马座 A * 周围的环境并不利于恒星的形成，因此天文学家还需要进行更多的工作，以确定 G2 和其他 G 系列天体的可能起源。天文学家也可以利用这些新发现来更多地了解超大质量黑洞。

"新的研究结果为黑洞如何运作提供了独特的见解，"Peißker 说，"在宇宙中的其他角落，环境可能与银河系截然不同，我们可以利用人马座 A * 的环境作为蓝图，更多地了解其他星系的进化和演变过程。"

这项研究发表在近期的《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上。