国际最新天文学研究:银河系超大质量黑洞附近发现双星系统

甘魂子逸影 2024-12-20 04:04:27

《国际天文学研究》由施普林格·自然旗下的学术期刊《自然-通讯》发表,该研究首次探测到存在于银河系中心超大质量黑洞人马座A*附近的S星团中的一个双星系统。

这是天文学家们之前预测的众多此类双星系统中的第一个,尽管在之前的研究中,天文学家们已经收集了足够的信息来确定存在双星系统,但并没有找到直接证据。

而这项研究则直接证明了它们确实存在。

背景和发现。

在小型的开放星团中发现双星系统是非常常见的事情,但是这种情况在S星团中却很少见,S星团是围绕银河系中心超大质量黑洞人马座A*的星团。

研究作者洛杉矶加州大学的汉斯·克里登豪斯说:“我们认为,尽管这些双星系统在这样的星团中并不常见,但它们也是客观存在的。”

克里登豪斯补充说:“因此,在了解了人马座A*附近的其他几个S星团中的双星系统仍然是潜在候选对象后,我们开始首先关注年龄稍微年轻一点的S星团。”

为了理解这些星团,天文学家们将它们分为3类:3级S星团是最典型的星团状结构,其中包含大量的恒星,这些恒星之间的相互作用对于它们在星团内的位置起着重要作用,在整个进化过程中发挥着重要作用。

2级S星团像3级S星团一样,但是它们的结构没有那么紧凑;1级S星团在形态上最类似于散开的恒星群,几乎没有凝聚,它们是在很长一段时间内逐渐形成的。

1级和2级S星团对于人马座A来说并不重要,因为它们基本上位于数千光年外,而仅仅是3级S星团让这些恒星走到了人马座A周围,使它们如此接近银河系中心。

在3级S星团中发现双星系统并不奇怪,但是天文学家们从未在1级和2级S星团中发现过双星系统,这引起了人们的兴趣。

这似乎表明,仅仅将这些恒星聚集到人马座A*附近并不足以使它们形成双星系统,这就造成了这种异常现象。

因此,天文学家们假设在这些人马座A* S星团中可能会有双星系统,大约是在这些恒星被收集到这些特定位置之后,它们开始发现彼此并且开始合并。

首先收集到这些人马座A* S星团中较老的是G1,接下来是G2,然后是G3,最后是一个G4 S星团,在每个S星团内,恒星从前面的S星团逐渐收集到后面的S星团中。

为了帮助天文学家们预测双星系统可能存在的位置,研究小组制成了一张图表,该图表将所有人马座A* S星团中的恒星分布绘制成平面图,为每一颗恒星建立了一个坐标系,以提供可能的查找位置。

该研究的第一作者、巴塞尔大学的米哈伊·哈德卡表示:“我们发现,在G1、G2和G3 S星团中可能有双星系统,但在G4中没有。”

研究团队还通过使用计算机来模拟每个S星团随着时间的推移而逐渐形成恒星,并最终与人马座A黑洞相互作用,从而确定每个S星团中哪些恒星更有可能是双颗恒星。

然后,他们通过使用欧洲南方台组织的大型望远镜扫描两个选定的人马座A S星团中的所有恒星,以寻找任何伴侣来寻找证据。

他们第一次让眼睛聚焦到G3 S群体中,研究小组描述称,找到了一个非常有希望的双系统D9,并详细说明了他们为找到证据所采取的方法。

由于它在位置上的中心性以及非常明亮而且可以相对容易地进行频繁观察的亮度,D9引起了天文学家的注意,这是另一个主要因素。

哈德卡表示:“我们不确定这颗恒星是否会表现出单光谱活动,但是由于它是一颗很亮的恒星,我们能够通过不断监测其发射来找到线索。”

关于D9本身。

D9实际上是由两颗恒星D9a和D9b组成,这两颗恒星处于彼此非常接近的轨道上,这使得它们之间的一转圈只需要两天时间,所以它们非常容易被观测到。

他们发现这不会是蓝天新发现的一对明星,他们已经观察了一段时间。

根据D9a和D9b发布的光谱,一次性的微小红移使科学家们得出结论,他们绕着彼此旋转。

也影响了行stars D9ab的速度,但这并没有结束他们的数据收集。

自2015年以来,天文学家们一直在观察D9,每次单独注视几个月的时间,每次都写进论文。7年过去了,他们已经足够确定,银心D9中的双重性冠冕凑巧含有两个非常年轻分别只有2700000年的主序气体体。

这意味着D9在其当前配置下有多大的机会:“我们望远镜看到光圈之间相互作用的不寻常迹象,如果没有进一步的变化,随着时间的推移,最终会导致合并,一切都归因于黑洞引力。

学者们解释说:“我们看到了一个非常信号强烈的信号,关于恒星演化本身,我们知道自己应该开始寻找其他可能在银河系中心发现的双重性。”

另外,由于S1、S2、S3和S4群体都是年轻群体,它们都有很大的潜力,因此通过G4之后,这是我们的下一个目标。”

银河系中心通过研究。

光谱数据分析显示,有效地摆脱了单体体D9a和D9b以外的一切,影响行stars D9ab速度变化和变差并不是一场意外大新闻,而是由顺势而来的联系引起的动态演变气象现象,这给了他们一个重要的信息窗口,通过反之亦然达到证据验证目的,从而进一步丰富了相关知识。

小组成员预测其他双模式也在等待根据他所说的条件得到肯定,因此,通过观测技术改进更新,他们可能会通过找出这些正在一起运行最终合并的模式来丰富知识。

另一方面,它可能会改变我们对银河系中心区域暗物质是如何分布在周围物质之间或与其相互作用的一种新理解。

哈德卡说:“要知道要测试什么,需要先猜测很多事情,但是以前估计有很多不同观念,这对让我们了解这整件事的重要性至关重要。

如果我们能更好地了解物质分离和三重系统,最终会帮助我们更好地理解更大的全球模式。”

中央三区域以及与其周围环境的互动已经解决一些问题并提出其他问题,因此,它已成为一个不断演变的重要领域。

研究类别广泛发散,可以将其原型应用于许多类似环境,即使是变化,也可以提供最佳预测条件,这是主题不断演变的一部分。

许多问题仍在等待答案,不同宇宙区域正在进行讨论和扩展关系,让我们拭目以待。

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