銀河系黑洞肢解恆星並噴射其殘骸？

最新模擬結果顯示，銀河系黑洞正在肢解恆星並向外噴射其殘骸。

X射線圖像顯示下的人馬座A*：銀河系中心超大質量黑洞周圍空間的紊流區。

供圖：NASA

撰文：Nadia Drake

我們銀河系中心的超級黑洞正在向外噴射行星大小的物質——有的可能會在地球數百光年之外的太空中掠過。

考慮到我們原本都認為黑洞更傾向於吞噬物質而不是向外噴射，這種現象似乎有些奇怪。1月4日在德克薩斯州舉辦的美國天文學會年會上，發布了哈佛大學學生Eden Girma的最新模擬結果，表明銀河系的巨型黑洞可能向太空中噴射了不計其數的散落物質。

「我們的銀河系中可能充滿了數以億計的這類寒冷碎塊，它們直接來源於恆星殘骸，」Grima說道。

這些行星大小流浪物質的形成方式實在特殊。

超級黑洞人馬座A*位於銀河系中心，每隔一萬年左右就會有一顆恆星距離這個黑洞過近。那時，該恆星便不再是熾熱的球形核反應堆了。黑洞巨大的引力會瓦解恆星將其拉成細長，飄蕩在銀河系中心的氣體流。

以上我們早已耳熟能詳，接下來的故事才是Girma及其導師James Guillochon要講述的重點。

師生兩人模擬了50次恆星被黑洞拉扯解體的過程後發現：因黑洞引力而解體變成細長條狀的「恆星」開始重新連接成類似球體的行星大小氣體和塵埃團。

「自從1980年代末期以來，銀河系中心的潮汐引力而造成的天體解體一直是項研究課題，但是在此過程中能形成緻密天體的想法還蠻新奇的，」Grima說道。

寒冷的小行星們

在他們的模擬中，從恆星殘骸里誕生了11473個小天體——每一個都比海王星更大，有的比木星還要大幾倍。隨後，黑洞會以每小時3200萬公里的速度將這些球狀氣體團拋向太空。

這些新生的小行星有95%會從銀河系飛到它與鄰近星系的間隔中。只有很小一部分會被人馬座A*所束縛，永無休止地圍繞這個毀滅了它們原生恆星的巨獸轉動。

顯示銀河系中心劇烈活動的插圖。這片區域的恆星軌道運動以及氣體團表明了黑洞的存在。

供圖：NASA

還有不到總數1%的極小行星會被噴射出去，遊盪在銀河系外圍，可能就在地球周圍六百光年以內。

倘若Girma和Guillochon對人馬座A*毀滅路過恆星的頻率估計正確，那麼銀河系中應該存在著數百萬顆這種奇特的類行星體。而且還可能有更多來自鄰近星系的闖入者，它們星系中心也能通過一場史詩級跨星系「彈球遊戲」將它們送進銀河系。

「總體而言，這些碎塊能以極高的飛行速度徹底逃離星系，」Girma說道。這就帶來一個問題：在銀河系內遊盪的這類恆星碎塊中究竟有多少是形成於其他星系？

由於無法確定所屬的母恆星，這些小行星的溫度會冷卻到只能用紅外線才能探測到它們。即便能夠發現它們，也無法確定其原生恆星究竟是誕生於銀河系還是來自系外。

不過Girma表示：「通過探測這些碎塊，我們能夠更加深入地了解其化學組成及其原本所屬的恆星，甚至還能確定它們是否宜居。」