银河系中心的星星正在一颗颗地失踪

它们去哪了？

(相关资料图)

从地球上看到的银河系。Dirk Hoppe

银河系中心的星星正在一颗颗地失踪。

宇宙中的恒星大多是成双成对的。太阳周边空间中以双星形式存在的恒星数量占到了所有恒星的7成。如果是大质量恒星，这个比例还要高。

但是天文学家却发现，银河系中心附近的情况明显不同。

一个以加州大学洛杉矶分校Devin Chu为首的天文学科研团队近日称，他们动用夏威夷凯克天文台的设备，对围绕银河系中心超大质量黑洞运行的28颗（对）恒星进行了为期10年的跟踪观测。

银河系中心超大质量黑洞“人马座A*”的质量相当于410万个太阳，而这28颗（对）恒星都在距离黑洞1光月（7770亿千米）的范围内运行。

这些恒星中有16颗（对）是一种特殊的恒星：它们非常巨大，质量都在太阳的10倍以上；同时非常年轻，形成至今都不超过600万年。

这是一个疑点。按理说年轻恒星是不太可能出现在超大质量黑洞附近恶劣的环境中的。它们既不可能在此形成，也没有足够的时间在别处形成后迁徙至此。

疑点之二是，当研究人员对这些恒星进行了光谱分析后发现，这些恒星全是单星。

由于距离遥远，一般的方法无法辨别这些恒星是单星还是双星。研究人员只能对这些恒星的光谱进行分析，寻找隐藏其中的多普勒效应。如果存在多普勒效应，则意味着那里有一颗恒星正在环绕另外一颗恒星运行。

发现这些巨大的恒星都是单星是一件让人吃惊的事，因为按照一般规律，大质量恒星形成双星甚至三体系统的概率比其他恒星还要高。

研究人员根据观测结果，得出了银河系中心黑洞附近恒星组成双星的最高概率：47%，这远低于太阳附近的区域。

这一差异说明银河系中心环境拥有特殊性。但是为什么会这样？假设这些恒星都曾是双星，那么它们的伴星为何失踪了？

一种可能是黑洞强大的引力将它们拆散了，并且其中一颗已被永久性地甩出了银河系。这在理论上和实际中都是完全有可能的。天文学家已经发现了许多所谓的“速逃星”，它们都在以极高的速度（至少每小时160万千米）朝着银河系以外飞行。

另外一种可能是，黑洞的引力扰动使得双星系统中的两颗恒星发生了碰撞和合并。经历了合并的恒星会被“翻新”，看起来会比实际年龄小。而这也可以解释为什么这些大质量恒星身处对恒星形成不利的恶劣环境，看上去却相当年轻。

参考 Evidence of a Decreased Binary Fraction for Massive Stars within 20 milliparsecs of the Supermassive Black Hole at the Galactic Center https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/acc93e Study could help solve mystery of the disappearing twins https://newsroom.ucla.edu/releases/binary-stars-supermassive-black-hole-ucla-keck-observatory

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