来自加州大学洛杉矶分校银河中心轨道计划的天文学家们在我们星系的中心发现了一种新型的奇异物体，它距离超大质量黑洞人马座a *不远。他们的研究发表在1月16日的《自然》杂志上。
“这些物体看起来像气体，行为像恒星，”该研究报告的合著者安德烈娅·盖兹、加州大学洛杉矶分校的劳伦·b·莱斯特曼和加州大学洛杉矶分校银河中心小组主任、天体物理学教授阿瑟·e·莱文说。
这些新天体大多数时候看起来都很紧凑，当它们的轨道离黑洞最近时，它们就会向外伸展。加州大学洛杉矶分校博士后研究员、该研究的主要作者安娜·丘罗(Anna Ciurlo)说，它们的轨道大约在100年到1000年之间。
Ghez的研究小组于2005年在银河系中心发现了一个不寻常的物体，后来命名为G1。2012年，德国的天文学家在银河系中心发现了一个名为G2的奇怪天体，这一令人困惑的发现使他们在2014年接近了这个超大质量黑洞。Ghez和她的研究小组认为，G2最有可能是两颗恒星，它们曾先后环绕黑洞运行，并合并成一颗巨大的恒星，隐藏在异常厚重的气体和尘埃中。
“在最接近的时候，G2有一个非常奇怪的签名，”Ghez说。“我们以前见过它，但它看起来并不奇怪，直到它靠近黑洞并被拉长，它的大部分气体被撕裂。它从一个远离黑洞时相当无害的物体变成了一个在最接近黑洞时被拉伸变形并失去外壳的物体，现在它又变得更加紧密了。
“让所有人对G物质感到兴奋的一件事是，当它们掠过中心黑洞时，被潮汐力拉离的物质必然会落入黑洞，”加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授马克·莫里斯说。“当这种情况发生时，它可能会产生令人印象深刻的烟火表演，因为被黑洞吞噬的物质会升温并发出丰富的辐射，然后才会消失在活动视界上。”
但是，G2和G1是异常值，还是更大的一类对象的一部分?为了回答这个问题，Ghez的研究小组报告了另外四个他们称之为G3、G4、G5和G6的物体的存在。研究人员已经确定了它们各自的轨道。虽然G1和G2的轨道相似，但这四个新天体的轨道非常不同。
Ghez认为所有的6个物体都是双星;两颗恒星相互环绕的系统它的合并是由于超大质量黑洞的强大引力。Ghez说，两颗恒星的合并需要100多万年才能完成。
“宇宙中恒星合并的频率可能比我们想象的要高，而且可能相当普遍，”Ghez说。黑洞可能正在推动双星合并。很有可能，我们一直在观察却不了解的许多恒星，可能是现在平静下来的合并的最终产物。我们正在学习星系和黑洞是如何演化的。双星和黑洞之间的相互作用与单星和其他单星以及黑洞之间的相互作用非常不同。”
Ciurlo注意到，虽然来自g2外层的气体得到了极大的拉伸，但气体内部的尘埃并没有得到很大的拉伸。“一定有什么东西使它保持紧凑，使它能在与黑洞的碰撞中幸存下来，”Ciurlo说。“这是G2内部存在恒星的证据。”
盖兹教授的研究小组20多年来收集的独特数据使我们有了这一发现。Ciurlo说。“我们现在有一个‘G’种群。对象，所以这不是解释“一次性事件”的问题像G2 .”
研究人员在夏威夷的w·m·凯克天文台进行观测，并使用了Ghez帮助开发的一种强大的技术——自适应光学，它可以实时纠正地球大气的扭曲效应。他们对加州大学洛杉矶分校银河中心轨道计划13年来的数据进行了新的分析。
2019年9月，Ghez的团队报告称，黑洞变得越来越饿，原因尚不清楚。美国加州大学洛杉矶分校研究科学家、银河中心小组副主任Tuan Do说，2014年G2的拉伸似乎释放了最近可能被黑洞吞噬的气体。恒星的合并会产生黑洞。
该团队已经确定了其他一些可能属于这类新对象的候选对象，并将继续分析它们。
Ghez指出，银河系的中心是一个极端的环境，不像我们宇宙中不那么繁忙的角落。
与银河系中心相比，地球是在郊区，而银河系中心距我们约26,000光年。Ghez说。“我们星系中心的恒星密度比我们所在星系的密度高10亿倍。地心引力要大得多。磁场更加极端。银河系的中心是极端天体物理学发生的地方天体物理学的极限运动。”
Ghez说，这项研究将帮助我们了解大多数星系中正在发生的事情。
其他合著者包括夏威夷W.M.凯克天文台的天文学家兰德尔·坎贝尔;前加州大学洛杉矶分校博士后学者，现为法国巴黎天文台研究员;还有加州大学洛杉矶分校物理学和天文学助理教授斯玛达尔·纳奥兹。
这项研究由国家科学基金会、凯克基金会和凯克访问学者计划、戈登和贝蒂·摩尔基金会、海星-西蒙斯基金会、劳伦·莱特曼和亚瑟·莱文、吉姆和洛丽·基尔、霍华德和阿斯特丽德·普雷斯顿资助。
2019年7月，Ghez的研究小组报告了对爱因斯坦标志性的广义相对论在黑洞附近进行的最全面的测试。他们的结论是，爱因斯坦的理论通过了测试，而且是正确的，至少目前是正确的。
请观看一部四分钟的短片，内容是关于盖兹的研究
下面是G天体的轨道以及超大质量黑洞附近恒星的轨道的动画。来源:伊利诺伊大学国家超级计算应用中心高级可视化实验室
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