凱克天文臺(tái)NIRC2和自適應(yīng)光學(xué)圖像拍攝于2021年夏季，顯示了銀河系中心的氣體和塵埃結(jié)構(gòu) ， 包括G天體和X7 。Credit: A. Ciurlo et al./UCLA GCOI/W. M. Keck Observatory
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（by W. M. Keck Observatory）：夏威夷莫納克亞山上的W. M .凱克天文臺(tái)20年的監(jiān)測(cè)揭示了一種被稱為X7的特殊云 ， 當(dāng)它加速向我們銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞移動(dòng)時(shí) ， 被拉開(kāi)了 。
自2002年以來(lái)，加州大學(xué)洛杉磯分校銀河中心軌道計(jì)劃(GCOI)和凱克天文臺(tái)的天文學(xué)家一直在跟蹤這條塵埃氣體細(xì)絲的演變；凱克天文臺(tái)強(qiáng)大的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)捕捉到的高角度分辨率近紅外圖像顯示，X7已經(jīng)變得如此細(xì)長(zhǎng)，現(xiàn)在的長(zhǎng)度是地球和太陽(yáng)之間距離的3000倍(或3000個(gè)天文單位) 。
這項(xiàng)研究發(fā)表在今天的《天體物理學(xué)雜志》上 。
“這是一個(gè)以高分辨率觀察黑洞潮汐力影響的獨(dú)特機(jī)會(huì)，讓我們深入了解銀河系中心極端環(huán)境的物理學(xué) ， ”加州大學(xué)洛杉磯分校助理研究員兼該研究的主要作者安娜·丘洛說(shuō) 。
潮汐力是拉伸接近黑洞的物體的引力；物體離黑洞最近的一側(cè)比離黑洞最遠(yuǎn)的一側(cè)受到的引力要大得多 。
凱克天文臺(tái)科學(xué)行動(dòng)負(fù)責(zé)人蘭迪·坎貝爾說(shuō):“在相對(duì)較短的時(shí)間尺度內(nèi)，看到X7的形狀和動(dòng)力學(xué)在如此巨大的細(xì)節(jié)上發(fā)生重大變化令人興奮，因?yàn)殂y河系中心的超大質(zhì)量黑洞的引力影響了這個(gè)物體 ?！?br>X7的質(zhì)量約為50個(gè)地球 ， 位于圍繞我們星系黑洞的軌道上，稱為人馬座A*(或Sgr A*) ， 需要170年才能完成 。
“我們預(yù)計(jì)銀河黑洞施加的強(qiáng)大潮汐力最終會(huì)在X7完成一個(gè)軌道之前將其撕裂，”加州大學(xué)洛杉磯分校物理學(xué)和天文學(xué)教授馬克·莫里斯說(shuō) 。
根據(jù)它的軌跡，研究小組估計(jì)X7將在2036年左右最接近Sgr A*，然后很快完全消失 。構(gòu)成X7的氣體和塵埃最終將被拖向Sgr A*，并可能在它變熱并螺旋進(jìn)入黑洞時(shí)引發(fā)一些火花 。
這些發(fā)現(xiàn)是對(duì)X7輕度偏心軌道的首次估計(jì) ， 也是迄今為止對(duì)其外觀、形狀和行為的顯著變化進(jìn)行的最有力的分析 。為了觀測(cè)X7，研究小組使用了凱克天文臺(tái)的OH抑制紅外成像光譜儀(OSIRIS)和第二代近紅外相機(jī)(NIRC2) ， 結(jié)合凱克I和凱克II望遠(yuǎn)鏡上的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng) 。
X7顯示了一些與其他圍繞Sgr A*運(yùn)行的奇怪塵埃物體相同的觀測(cè)特性，這些物體被稱為G物體 ， 它們看起來(lái)像氣體，但行為像恒星 。然而，與G物體相比，X7的形狀和速度結(jié)構(gòu)發(fā)生了更大的變化 。伸展的氣體和塵埃細(xì)絲快速移動(dòng)，速度高達(dá)每秒490英里 。由于黑洞的質(zhì)量非常大，它附近的一切都比我們通常在銀河系中看到的其他地方移動(dòng)得快得多 。
凱克天文臺(tái)的NIRC2儀器和自適應(yīng)光學(xué)器件拍攝的圖像顯示了X7在2002-2021年間的演變 。Credit: A. Ciurlo et al. / UCLA GCOI / W. M. Keck Observatory
雖然X7的起源仍然是一個(gè)等待解開(kāi)和確認(rèn)的秘密，但研究小組確實(shí)有一些關(guān)于它可能形成的線索 。
“一種可能性是，X7的氣體和塵埃是在兩顆恒星合并的時(shí)候噴射出來(lái)的，”Ciurlo說(shuō)在這個(gè)過(guò)程中，合并的恒星隱藏在塵埃和氣體的外殼中，這可能符合G天體的描述 。噴出的氣體可能會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似X7的物體 。"
研究小組將繼續(xù)用凱克天文臺(tái)監(jiān)測(cè)X7的劇烈變化，因?yàn)楹诙吹囊⑺毫?。
“能夠研究我們銀河系中心的極端環(huán)境是一種特權(quán)，”坎貝爾說(shuō) ?！斑@項(xiàng)研究只能使用凱克的卓越能力來(lái)完成 ， 并在受人尊敬的莫納克亞進(jìn)行，這是對(duì)這個(gè)特殊地點(diǎn)的榮譽(yù)和尊重 ?！?br/>
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