雖早有預測卻一直未曾“露面”——銀河系中心黑洞附近首次發(fā)現(xiàn)雙星系統(tǒng)

據(jù)《自然·通訊》雜志12月17日發(fā)表的一篇論文，科學家在銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞附近發(fā)現(xiàn)了一個雙星系統(tǒng)。這也是迄今為止在超大質(zhì)量黑洞附近發(fā)現(xiàn)的第一對恒星，人們對這類系統(tǒng)雖然早已有所預測，但一直未能檢測到。該發(fā)現(xiàn)為研究銀河系恒星動力學和演化歷程帶來了新見解。

超大質(zhì)量黑洞質(zhì)量介于100萬倍至100億倍太陽質(zhì)量之間，理論認為，包括銀河系在內(nèi)所有星系的中心，都潛伏著這樣的“怪物級”天體。位于銀河系銀心的黑洞人馬座A*，是離地球最近的超大質(zhì)量黑洞。北京時間2022年5月12日晚9時，事件視界望遠鏡（EHT）合作組織發(fā)布了一項“開創(chuàng)性成果”——黑洞人馬座A*的首張照片，這也是人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。

人馬座A*被高速恒星和塵埃天體環(huán)繞，它們被統(tǒng)稱為S星團。人們預測S星團中存在雙星系統(tǒng)（兩顆恒星圍繞同一重心，被引力彼此約束），但此前從未探測到。過去的研究認為，由于恒星與人馬座A*的相互作用，這類恒星不太可能穩(wěn)定存在。

德國科隆大學研究團隊此次利用甚大望遠鏡和凱克望遠鏡的檔案數(shù)據(jù)，首次在S星團里探測到一個雙星系統(tǒng)。該系統(tǒng)被稱為D9，由雙星D9a和D9b組成，年齡相對較輕，預計約270萬年，可能形成于S星團的外部。

進一步分析表明，這一系統(tǒng)在S星團內(nèi)的穩(wěn)定期已經(jīng)走到盡頭：由于黑洞的影響，雙星系統(tǒng)的兩個部分可能會在較近的未來合并。對D9的探測表明，這類雙星系統(tǒng)在從S星團外遷移到內(nèi)部后，能夠在星團里存續(xù)約100萬年。

這些發(fā)現(xiàn)也為天文學家了解人馬座A*軌道上恒星的潛在演化路徑帶來了新的見解。

在銀河系中，雙星的數(shù)量非常多。研究雙星系統(tǒng)，對了解恒星乃至銀河系形成和演化過程的多樣性有重要意義。人們一直推測，銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞附近也存在一個雙星系統(tǒng)。這次，科研人員利用天文望遠鏡的檔案數(shù)據(jù)，探測到了人馬座A*星團內(nèi)一個“年輕”的雙星系統(tǒng)，其可能誕生于S星團外部，并逐步向內(nèi)部移動。離地球最近的超大質(zhì)量黑洞，是研究黑洞物理的絕佳對象；而它周圍發(fā)生的一切，也為我們研究星球演化帶來新視角。

上圖圖像顯示了新發(fā)現(xiàn)的雙星D9的位置，它正圍繞人馬座A*運行。圖片來源：歐洲南方天文臺

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