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隐藏的黑洞可能解释我们银河中心的神秘

New Scientist2026年6月24日 11:00

明亮的耀斑在人马座A*的事件视界附近可见。照片来源:NASA/CXC/MIT/F.K.Baganoff/Getty Images 我们银河的中心是一个奇怪而混乱的地方,然而我们可能终于找到了对那里的不寻常星星的解释。我们的超大质量黑洞人马座A*,被三种星群包围,它们彼此之间存在显著差异,但年龄相似,研究人员提出了一个相对简单的模型,可以一次性解释它们所有。最靠近人马座A*的物体被称为S星:一群球形的星星,其中许多在椭圆轨道上运行,这些轨道使它们危险地接近黑洞。它们的分布还有一个奇怪的、未解释的空白区域,称为避免区域。下一个层次是顺时针转动的盘星,这是一些坐落在相对有序的盘外的巨大星星。最后是偏离盘的星星,它们的轨道更加分散,包括一些似乎朝着与其余星星相反方向运行的星星。每一个星群都有许多解释被提出,但到目前为止,没有一个解释能一致地解释它们所有。来自中国北京天文馆的小晨郑和她的同事们可能找到了一个解决方案。他们构建了一个包含一个主要额外成分的模型 - 一个中等质量的物体,最有可能是一个质量为太阳几百到一千倍的黑洞。在他们的模型中,所有这些星星一起在同一个气体和尘埃的盘中形成,整齐地围绕着那个圆形的盘旋转。但是,如果这个中等质量的物体也在银河中心附近,以相对于盘的陡峭倾斜轨道运行,它可能会在盘中的星星之间产生一系列复杂的相互作用。它会对最外层的星星产生最大的影响,扭曲和倾斜它们的轨道,以至于一些甚至可能会看起来以错误的方向运行,就像一些偏离盘的星星那样。对于中心层,顺时针的盘星,主要影响被称为共振的现象,那里中等质量物体的引力和人马座A*相互平衡,以轻微拉伸轨道而不太扰动它。而S星的运动将基本上不受额外物体的影响,相反,由于星星之间的相互作用而变得混乱 - 这些相互作用也使双星彼此撕裂,自然形成了避免区域。“通过三种不同的引力舞蹈,这个宇宙伴侣将家族拉开,”郑说。她表示,这就是解释银河中心附近三种星群的最简单方式:“这样做也避免了假设多个独立的形成事件并没有明显的理由在空间和时间中重合的更复杂情况。”然而,并非所有的细节都已解决,最重要的仍然是宇宙伴侣本身。“他们仍然需要找到那个干扰者,找到这些中等质量黑洞并不容易,”英国曼彻斯特大学的阿尔伯特·齐尔斯特拉说。“迄今为止,在这个质量范围内找到的所有潜在候选者都未能成功,主要是由于缺乏证据。”研究人员确实有一个候选者:一个名为IRS-13E的星团,位于银河中心附近并可能在其中心有一个黑洞。然而,我们甚至不确定IRS-13E是否是真正的星团,而不是只是星星的暂时巧合 - 需要更精确的测量并经过一段时间的观察才能确认它是否真的能解释银河中心的神秘。

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