生於險境的恆星! 超大黑洞身邊首度發現存在年輕聯星
在銀河系中心人馬座A星超大質量黑洞附近發現的聯星系統D9。(法新社)
〔編譯管淑平/綜合報導〕天文學家在位於銀河系中心的「人馬座A星(Sagittarius A*)」超大質量黑洞附近,發現存在一對聯星(Binary star),即兩個互相環繞的恆星,而且相當年輕。這是首次發現超大質量黑洞旁,也能存在年輕聯星系統。這項發現有助於天文學家了解,恆星在極端引力環境下如何存活,並且為探測存在於這類黑洞附近的行星鋪路。
根據「歐洲南方天文台(ESO)」17日發表的新聞稿和《美聯社》報導,幾乎每一個大型星系,其中心都有超大質量黑洞,在銀河系中心的人馬座A星質量約為太陽的400萬倍,這個黑洞相對平靜,僅偶爾吞噬靠近它的塵埃或氣體。之前天文學家已知,恆星可在黑洞附近形成,甚至環繞黑洞,但是從未見過一對聯星、而且相當年輕的恆星,能在離黑洞這麼近的極端環境下存在。
聯星為兩個恆星圍繞共同的質量中心互繞。德國科隆大學和捷克馬薩里克大學合作的這份研究,是靠ESO的「甚大望遠鏡(VLT)」觀測數據,發現這個聯星系統,暫命名為D9。
研究團隊估計,D9年齡僅約270萬年,這對恆星保持恰到好處的距離:如果相距太遠,黑洞強大的引力將撕裂它們,使其分崩離析;若太接近又會迅速合併成一顆恆星。
研究報告第一作者、科隆大學天體物理學家佩斯克(Florian Peißker)說,「黑洞並非我們所想的那麼具破壞力」。馬薩里克大學天文物理學家札賈契克(Michal Zajaček)說,「D9系統清楚呈現出,恆星周圍有氣體、塵埃的跡象,這表示它可能是非常年輕的恆星系統,一定是在這個超大質量黑洞周圍形成的」。
儘管如此,D9這種穩定狀態將不會維持太久,預期在約100萬年內,這對恆星在黑洞引力影響下仍將合而為一,以如此年輕的系統而言,這是極短暫的時間。佩斯克說,「我們確實很幸運,恰逢其時觀測到這個系統」。
D9位於環繞人馬座A星的「S星團(S cluster)」中,該星團最神秘的是「G天體(G objects)」,G天體的行為表現像恆星,但是看起來又像是由氣體與塵埃組成的星雲。這份研究也為了解G天體提供新線索,研究團隊推測,這類天體可能是尚未合併的聯星,以及已合併恆星的殘留物質的混合體。
這項研究成果17日在《自然通訊(Nature Communications)》期刊發表。未參與這份研究的加州大學洛杉磯分校天文物理學家裘洛(Anna Ciurlo)指出,發現這對恆星相當有意思,而且不尋常,需要更多研究來確定這些天體,「這留下一些問題有待解開」。
在銀河系中心人馬座A星超大質量黑洞附近發現的聯星系統D9。(法新社)