当超大质量恒星诞生时,它们几乎总是与一对双胞胎配对,这两颗恒星通常绕着对方运行。
但是加州大学洛杉矶分校银河中心组和凯克天文台的天文学家分析了十多年来关于16颗年轻的超大质量恒星围绕银河系中心的超大质量黑洞运行的数据。他们的研究结果今天发表在《科学》杂志上天体物理学杂志》上,得出了一个惊人的结论:他们都是单身。
但是为什么呢?这些比太阳大10倍的恒星是在黑洞周围的恶劣环境中单独形成的吗?他们的“双胞胎”被黑洞踢出去了吗?还是双星合并成单星?
这一发现支持了一种假设,即中央超大质量黑洞驱动附近的双星合并或被破坏,其中一个被逐出系统。
科学家们观察到的恒星被称为s型恒星,它们中的大多数都很年轻——在过去的600万年里形成——而且质量很大。它们大多位于距离黑洞一个光月以内,即略低于5000亿英里的地方。
“这么年轻的恒星一开始就不应该靠近黑洞,”加州大学洛杉矶分校博士后学者、该研究的第一作者朱德文(Devin Chu)说。“他们不可能在600万年的时间里迁移到这个地区。但在如此恶劣的环境中有一颗恒星是令人惊讶的。”
朱棣文和他的同事们利用凯克的自适应光学仪器获得的数据,在s星中进行了首次光谱双星搜索。光谱双星通过光学望远镜看起来是单星,但当科学家分析它们发出的光时,发现实际上是一对恒星。
所有看起来单身的s型恒星实际上都是孤独的。
更令人惊讶的是,研究人员发现,黑洞附近可能存在的s型恒星对的数量远远低于地球太阳周围空间中类似恒星的数量,被称为太阳邻域。
他们通过计算一个被称为二元分数的度量来做到这一点,它定义了给定区域中有多少颗恒星可以成对出现;双星比例越高,可能成对存在的恒星就越多。先前的研究表明,在地球的太阳附近,类似s型恒星的双星比例约为70%。在这项新研究中,研究人员发现,在银河系黑洞附近,上限仅为47%,这表明黑洞的极端环境限制了双星的生存。
“这种差异说明了我们银河系中心令人难以置信的有趣环境;我们现在面对的不是正常的环境。”“这也表明,黑洞驱使这些附近的双星合并或被破坏,这对产生引力波和从银河系中心喷射出来的超高速恒星具有重要意义。”
加州大学洛杉矶分校的研究人员现在计划探索如何将他们计算的双星分数的极限与距离黑洞较远但仍在其引力影响范围内的类似恒星的双星分数进行比较。
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