在銀河系超大質量黑洞附近發現了許多神秘物體

天文學家在銀河系中心發現了幾個奇異的天體，它們在塵埃的煙霧中隱藏著自己的真實身份;它們看起來像氣體雲，但表現得像恆星。在丹佛舉行的美國天文學會會議上，由加州大學洛杉磯分校博士後學者Anna Ciurlo領導的一組研究人員公布了他們的研究成果，他們使用了來自夏威夷Maunakea的W. M. Keck天文台的12年數據。這些緊湊的塵埃星體以極快的速度移動，並且靠近我們星系的超大質量黑洞。看著他們年復一年地搬家是很有趣的。「他們是怎麼到達那裡的？它們會變成什麼呢？他們一定有一個有趣的故事要講。

研究人員通過利用凱克天文台的oh -抑制紅外成像光譜儀(OSIRIS)對星系中心氣體動力學進行光譜測量，發現了這一現象。凱克天文台科學行動負責人蘭迪·坎貝爾說：我們開始這個項目的想法是，如果我們仔細觀察超大質量黑洞附近複雜的氣體和塵埃結構，我們可能會發現其形狀和速度的細微變化。發現一些具有非常明顯的運動和特徵的物體，並將它們歸入G-object類，或塵埃星體，是非常令人驚訝的。十多年前，天文學家首次在銀河系的巨大黑洞中發現了G-objects，G1於2004年首次被發現，G2於2012年被發現。直到最近一次接近超大質量黑洞之前，人們都認為這是氣體雲。

G1和G2設法在黑洞的引力作用下倖存下來，這種引力作用能將氣體雲撕碎。加州大學洛杉磯分校天文學教授馬克·莫里斯(Mark Morris)說：如果它們是氣體雲，G1和G2就不可能保持完整。恆星已經變得如此之大，以至於潮汐力施加由中央黑洞可以實現物質的恆星大氣當星星足夠接近時，但有一個恆星核心與足夠的質量保持不變。問題是，它們為什麼這麼大？看起來，大量的能量被傾倒在g物體上，導致它們膨脹，並比一般的恆星長得更大。GCOI認為，這些g -object是恆星合併的結果——在那裡，由於巨大的黑洞的引力影響，兩顆相互環繞的恆星，即雙星相互碰撞。在很長一段時間裡，黑洞的引力改變了雙星的軌道，直到它們碰撞。這種劇烈的合併產生的結合物可以解釋能量從何而來。

在這樣的合併之後，產生的單個物體會被「膨脹」，或者膨脹，持續相當長的一段時間，可能是100萬年，然後才會安定下來，看起來像一顆正常大小的恆星。GCOI的創始人兼董事安德烈·蓋斯(Andrea Ghez)說：我覺得這是最令人興奮的，如果這些對象確實是雙星系統，推動合併通過他們的交互與中央超大質量黑洞，這可能為我們提供洞察這一過程可能負責最近發現的恆星質量黑洞合併,通過引力波探測到。G-objects與眾不同之處在於它們的「浮腫」。一顆恆星被一層厚得天文學家無法直接看到的塵埃和氣體包裹，這是很罕見的。他們只看到了熾熱的塵埃。為了通過朦朧的環境看到這些物體，Campbell開發了一個名為osirisvolume Display (OsrsVol)的工具。

這個三維光譜圖像數據立方體是用OsrsVol軟體製作的，簡稱OsrsVol，簡稱osiriss - volume Display。Keck天文台科學行動負責人蘭迪·坎貝爾開發了這個自定義的體繪製工具，將G3、G4和G5從背景輻射中分離出來。一旦進行了三維分析，團隊就可以清楚地分辨出g -物體，這使得他們能夠跟隨他們的運動，並觀察他們在超大質量黑洞周圍的行為。圖片：W. M. Keck Observatory

OsrsVol允許我們從背景輻射中分離出這些g -object，並從三個維度分析光譜數據：兩個空間維度和提供速度信息的波長維度。一旦我們能夠分辨出三維數據立方體中的物體，我們就可以跟蹤它們相對於黑洞的運動。20年來，凱克天文台每年都在使用最先進的儀器和技術對銀河系中心進行觀測。這本身就提供了一個非常高質量和一致的數據集，這使我們能夠深入分析數據。這些新發現的紅外源可能是g - objectsg3、G4和G5，因為它們具有G1和G2的物理特性。研究小組將繼續跟蹤g -object的軌道大小和形狀，這可能為它們如何形成提供重要的線索。

當這些塵埃狀的緻密天體接近超大質量黑洞時，天文學家們將會特別關注。這將使他們進一步觀察他們的行為，看看這些物體是否像G1和G2一樣完好無損，或者成為超大質量黑洞的零食。只有這樣，他們才會放棄自己的本性。我們要等上幾十年才能實現這一目標，對G3來說是20年，對G4和G5來說是幾十年。與此同時可以通過使用奧西里斯跟蹤這些浮腫的動態進化來了解更多。理解G-objects可以教會我們很多關於銀河系中心迷人而又神秘的環境。

博科園-科學科普｜來自：凱克天文台

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