在我们银河系的超大质量黑洞附近发现奇异的物体-“真的很奇怪的签名”

艺术家的渲染图显示G个物体，它们的中心带红色，绕着超大质量的黑洞运动。黑洞表示为白色环（渲染中间上方）内的黑色球体。

加州大学洛杉矶分校的银河中心轨道计划的天文学家在我们银河系中心发现了一种新奇特的物体，它离名为射手座A *的超大质量黑洞不远。他们在2020年1月16日的《自然》杂志上发表了他们的研究。

UCLA的Lauren B. Leichtman和Arthur E. Levine天体物理学教授，加州大学洛杉矶分校银河中心小组主任安德里亚·盖兹说：“这些物体看起来像气体，表现得像恒星。”

新物体大多数时候看起来很紧凑，当它们的轨道使它们最接近黑洞时会伸展。加州大学洛杉矶分校（UCLA）博士后研究员安娜·西乌罗（Anna Ciurlo）说，它们的轨道范围大约为100到1000年。

盖茨（Ghez）的研究小组于2005年在我们银河系的中心发现了一个不寻常的物体，后来将其命名为G1。2012年，德国的天文学家在银河系的中心发现了名为G2的阿比萨尔天体，这令人费解，该天体在2014年对超大质量黑洞进行了近距离探测。Ghez和她的研究小组认为，G2很可能是两颗先后串联绕黑洞运行并融合为一颗巨大的恒星的恒星，其中隐藏着异常浓厚的气体和尘埃。

G物体的轨道动画以及超大质量黑洞附近的恒星轨道。

“在最接近的时候，G2的签名确实很奇怪，” Ghez说。“我们以前见过它，但是直到它靠近黑洞并变长，它的大部分气体都被撕裂为止，它看起来并不太奇怪。它从远离黑洞的时候就变成了一个无害的物体，变成了一个在其最接近的位置上确实被拉长并变形，失去外壳的物体，现在又变得更加紧凑了。”

合著者马克·莫里斯（Mark Morris）表示：“让G对象兴奋的一件事是，当它们被中央黑洞扫过时，被潮汐力拉走的东西必然不可避免地掉入黑洞。” ，加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授。“发生这种情况时，它可能会产生令人印象深刻的烟火表演，因为被黑洞吞噬的物质会先加热并发出大量的辐射，然后才能在整个事件范围内消失。”

G物体的轨道位于我们银河系的中心，超大质量黑洞带有一个白色十字。背景中有星星，气体和灰尘。

但是G2和G1离群值还是它们属于更大类的对象的一部分？为了回答这个问题，盖茨的研究小组报告了另外四个被称为G3，G4，G5和G6的物体的存在。研究人员已经确定了他们的每个轨道。虽然G1和G2具有相似的轨道，但是四个新物体具有非常不同的轨道。

盖茨认为，所有六个天体都是双星，即由两个彼此围绕的恒星组成的系统，由于超大质量黑洞的强大引力而合并。盖兹说，两颗恒星的合并需要超过一百万年的时间才能完成。

盖兹说：“恒星的合并在宇宙中的发生可能比我们想象的要多，而且可能很常见。”黑洞可能正在推动双星合并。我们一直在关注但尚未理解的许多明星可能是现在平静的合并的最终产物。我们正在学习星系和黑洞如何演化。双星相互之间以及与黑洞相互作用的方式与单颗恒星与其他单颗恒星和黑洞相互作用的方式大不相同。

Ciurlo指出，尽管G2外壳的气体急剧膨胀，但气体中的尘埃却未拉伸太多。Ciurlo说：“某些东西必须使它紧凑，并使其能够在遇到黑洞时幸免于难。”“这是G2内部存在恒星物体的证据。”

“ Ghez教授的小组在20多年来收集的独特数据集使我们得以进行这项发现，” Ciurlo说。“我们现在有很多'G'对象，因此不必像G2这样解释'一次性事件'。”

研究人员从W.M.夏威夷的凯克天文台（Keck Observatory）使用了盖兹（Ghez）帮助开拓的一项强大技术，即自适应光学技术，该技术可以实时纠正地球大气的畸变影响。他们对UCLA银河中心轨道计划的数据进行了13年的新分析。

在2019年9月，Ghez的小组报告说黑洞越来越饿了，原因尚不清楚。加州大学洛杉矶分校（UCLA）研究科学家，银河中心集团副主任Tuan Do说，2014年G2的拉伸似乎释放了可能最近被黑洞吞没的气体。恒星的合并可能会助长黑洞。

团队已经确定了一些其他候选对象，这些候选对象可能是此类新对象的一部分，并将继续对其进行分析。

盖茨指出，银河系的中心是一个极端的环境，这与我们不那么忙碌的宇宙转角不同。

盖兹说：“与星系中心相比，地球位于郊区，距星系中心约26,000光年。”“我们银河系的中心的恒星密度比我们银河系的部分高十亿倍。引力是如此强大。磁场更极端。星系的中心是发生极端天体物理学的地方-天体物理学的X运动。”

盖茨说，这项研究将有助于我们了解大多数星系中正在发生的事情。

参考：“由银河黑洞环绕的尘土包裹物”，安娜·库尔洛（Anna Ciurlo），兰德尔·坎贝尔（Randall D. Campbell），马克·莫里斯（Mark R. Devin S.Chu，Gregory D.Martinez，Smadar Naoz和Alexander P.Stephan，2020年1月15日，自然。
10.1038 / s41586-019-1883-y

其他合著者包括W.M.的天文学家Randall Campbell。夏威夷凯克天文台； Aurelien Hees，曾任UCLA博士后学者，现为法国巴黎天文台研究员。加州大学洛杉矶分校物理学和天文学助理教授Smadar Naoz。

该研究由美国国家科学基金会（W.M.Keck基金会和Keck访问学者计划，Gordon和Betty Moore基金会，Heising-Simons基金会，Lauren Leichtman和Arthur Levine，Jim和Lori Keir以及Howard和Astrid Preston。

2019年7月，盖茨（Ghez）的研究小组报告了黑洞附近对爱因斯坦标志性广义相对论的最全面测试。他们得出结论，爱因斯坦的理论通过了检验，并且是正确的，至少目前是这样。