根據一項新的研究,一個小型的氣體與塵埃云正在朝著位于銀河系中心的黑洞前進——當它們碰撞時,請等著看天文焰火吧。
色點表明了氣體和塵埃云在2004年、2008年和2011年的位置。
圖片來源:S. Gillessen等,《自然》
這個名為人馬座A*的黑洞質量相當于太陽質量的400萬倍,直徑達到27000光年。銀河系中的每一顆恒星都以它為中心環繞運轉。我們的太陽要用2.3億年才能環繞其運行一周,然而有一顆已知的恒星距離人馬座A*是如此之近,環繞一周僅需16年。
如今,天文學家發現,一個新的天體正在這個黑洞的附近。德國馬普學會地外物理學研究所的Stefan Gillessen和Reinhard Genzel以及他們的同事,利用位于智利的歐洲南非天文臺甚大望遠鏡,在紅外波長下觀測銀河系中心——此舉能夠穿透那里與地球之間厚厚的塵埃。經過9年的觀測,天文學家發現,一個小型的氣體云似乎正在越來越接近人馬座A*。他們注意到,該天體的波長為3.76微米而非2.16微米。研究人員表示,這意味著它是一個氣體和塵埃云而非一顆恒星,因為恒星非常炙熱,因此應該在更短的波長上更為明亮才對。
這個云團的質量大約相當于地球的3倍,所釋放的能量則是太陽的5倍,而跨度為日地距離的250倍。其溫度約為550開氏度——比金星的表面略冷。人馬座A*巨大的引力正在使云團戲劇性地加速:2004年,云團飛向黑洞的速度為每秒1200千米;而到2011年,這一速度幾乎翻番,達到2350千米每秒。在這種速度下,一架飛機可在17秒鐘環繞地球一周。
該云團將在2013年夏季接近人馬座A*,屆時氣體與塵埃的中心同黑洞的距離相當于日地距離的260倍。然而隨著云團遇到正在環繞黑洞運行的炙熱氣體,它也將走向生命的終點。Gillessen表示:“當我們注意到2011年的數據顯示云團正在開始被拉伸得像意大利面條一樣時,我們感到興奮。因此就在我們眼前,將能夠看到黑洞如何摧毀一個云團。大量物質將雨點般落入黑洞,并釋放出巨大的能量。”研究小組在12月14日的《自然》雜志網絡版上報告說,在未來的10年中,隨著一部分云團落入人馬座A*,摩擦和引力將把它們的溫度加熱幾百萬攝氏度,并產生X射線。
而也在自己的數據中對這一天體進行研究的美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的天文學家Andrea Ghez卻不打算為這一戲劇性事件賭上自己的房子。她說:“一種更可能的解釋是這是一顆紅外輻射過強的恒星。”因為被塵埃環繞的一顆恒星能夠吸收可見光并以紅外波長重新發射。如果該天體僅僅是一顆恒星,那么它將不會墜入黑洞,轉而將以140年為周期環繞人馬座A*運轉。Ghez表示,在星系中心附近存在一些紅外輻射過強的恒星。
到底誰對?我們將在2013年找到答案。如果這一天體真是氣體云,那么這場焰火(在X射線和紅外波長下)將揭示星系最大黑洞周圍的極端情況,這不但為天文學家研究其他星系的特大質量黑洞提供信息,同時也為宇宙飛船的船長下一次在銀河系中心遨游帶來幫助。 |
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