人馬座A*的穩定性之謎:VLT新數據挑戰潮汐瓦解理論

编辑者: Uliana S.

觀測顯示,包括一個雙星系統在內的若干塵埃天體,在 Sagittarius A* 附近保持穩定軌道。

國際研究團隊在2025年底於《天文學與天體物理學》期刊上發表了一項重大發現,聚焦於銀河系中心的超大質量黑洞——人馬座A*(Sgr A*)。由科隆大學的佛洛里安·派斯克博士(Dr. Florian Peissker)領軍的科學家們,透過觀測圍繞Sgr A*運行的數個所謂「塵埃物體」,揭示了它們展現出令人意外的軌道穩定性。這一現象與現有的理論模型產生了直接的矛盾。

這張影像顯示最近發現的雙星 D9 的位置,繞著位於我們銀河系中心的超大質量黑洞 Sagittarius A* 旋轉。

這些關鍵性的觀測結果,是利用歐洲南方天文台(ESO)在智利營運的VLT(Very Large Telescope,口徑極大望遠鏡)上安裝的新型儀器ERIS(Enhanced Resolution Imager and Spectrograph,高解析度成像儀與光譜儀)所取得的。這些觀測結果對過去的假設構成了嚴峻的挑戰,過去的假設認為這些天體將不可避免地在黑洞巨大的潮汐力作用下,遭受「義大利麵化」(Spaghettification,即被拉伸撕裂)的命運。研究的焦點對象包括G2、雙星系統D9,以及X3和X7等天體,它們本應早已被撕成碎片。

特別值得注意的是,先前被視為僅僅是一團氣體和塵埃雲、並預計將與黑洞相撞的G2物體,根據ERIS的數據顯示,它實際上正沿著一個穩定的軌道運行。研究人員推測,這強烈暗示G2內部可能隱藏著一顆恆星。此外,D9雙星系統,這是派斯克團隊在2024年首次確認、且是距離Sgr A*最近的確認雙星系統,儘管承受著極端的重力拉扯,它依然保持著結構的完整性。歷史觀測曾預期X7物體會被嚴重拉伸,並可能在2036年左右螺旋墜入黑洞,但它現在也展現出穩定的運行軌跡。

這些基於實證的發現,對現行預測超大質量黑洞附近潮汐瓦解現象的天體物理學模型,無疑投下了一顆震撼彈。D9系統的穩定性尤其發人深省,它暗示著兩種可能性:要麼Sgr A*周圍的局部潮汐力比我們先前估計的要弱,要麼這些物體具備某種內在的機制,足以抵抗極端的重力剪切力。派斯克博士指出,這些數據表明,人馬座A*的破壞力或許不如預期中強大,這意味著在銀河系中心區域,結構與穩定性是可能存在的。

ERIS儀器專門用於收集近紅外線波段的輻射,它是VLT在智利帕拉納爾天文台部署的一系列新一代觀測技術中的一員,取代了如NACO和SINFONI等較早的儀器。與此同時,其他研究團隊利用事件視界望遠鏡(EHT)在2022年取得的數據,成功捕捉到了Sgr A*吸積環的第一張影像。可以預見,未來的研究將會整合歐洲南方天文台正在建造的極大望遠鏡(ELT)所提供的數據,以期更清晰地闡明這些令人費解的現象。

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來源

  • ERR

  • Lifeboat Foundation

  • UCLA Division of Physical Sciences

  • YouTube

  • WION

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