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神秘恒星X3a,竟誕生于銀河系中心黑洞附近,它為何不會被撕碎?
2023/03/09

天文學界最近發現了一顆不同尋常的恒星, 它被稱為X3a,讓天文學家驚訝的是,這顆恒星誕生在銀河系中心的 人馬座A*超大質量黑洞附近。

黑洞想必大家都非常熟悉了,它就像宇宙間的幽靈,一切靠近它的物體都會被吞噬, X3a又是如何在黑洞旁誕生的呢?

恒星誕生需要穩定的環境,顯然黑洞周圍并不符合這個條件。尤其是像 人馬座A*這種超大質量黑洞,它們周圍環境十分極端,兼具高動態和高輻射的特點。在這里即便是星云也會被撕成碎片,更別說誕生恒星。

此次在銀心附近發現的x3a恒星被一個名為x3的氣團包裹著,根據氣團的體積估算,這顆恒星的半徑大約為太陽的10倍,質量為太陽的15倍, 光度則達到了太陽的24000倍。顯然這并不是一顆小巧靈活的恒星,如此龐大的體積可能正得益于它的所處的位置。

上面我們提到過,被黑洞吸收的物質會在周圍形成吸積盤,吸積盤恰好能為恒星提供必要的原料。其次吸積盤中的物質運動非常劇烈, 所產生的能量也極大,因此吸積盤周圍的溫度也很高,能夠促進恒星的形成。

不過離黑洞越近,恒星毀滅的風險也就越大。所以在黑洞周圍誕生恒星并不是不可能,只是需要保持合適的距離。

科學家對人馬座A*黑洞附近進行了多波段的觀測和分析,發現在黑洞數光年遠的地方,存在著一個較為穩定的區域。 這是一個環繞著黑洞運行的物質環,由氣體和塵埃組成。它的內部溫度很低,并且可以屏蔽來自黑洞的強大輻射。理論上來說,它可以是恒星的庇護所。

科學家推測, 包裹恒星的X3氣團很可能就來自該物質環。在這里它吸收了大量原料,逐漸壯大了自身的質量,累計到了太陽的數百倍,最終在自身強大的引力下發生了探索,孕育出了原始恒星。

那麼最初在物質環內的云團,又是如何來到黑洞身邊的呢?

目前研究人員主要持兩種觀點,第一種觀點認為這是物質環內的云團互相作用的結果。觀測顯示, 類似X3這樣的云團在物質環內還有許多。理論上來說,這些云團會受彼此間引力影響,導致部分云團失去動量,向黑洞附近墜落。

持另外一種觀點的認為,黑洞可能在期間吸收了大量的物質,隨著黑洞引力逐漸增加,云團就開始向內遷移了。

假如是第二種情況,X3a恒星會在以后的時間里越來越靠近黑洞,它將會面臨兩種下場: 被吞噬或者徹底逃脫黑洞的引力控制范圍。

人馬座A*黑洞屬于超大質量黑洞,相當于460萬個太陽質量,直徑達到了4400萬公里。這類黑洞相對較為溫和,當物體極為靠近視界范圍內時,不僅不會被摧毀, 還有可能通過黑洞的角動量換取剩余引力的加速動量,從而獲得足夠的速度逃脫黑洞表面。

一般來說,黑洞大多由超新星爆發后引力坍縮形成的,不過這類黑洞通常只有太陽質量的幾十倍或者幾百倍。 像人馬座A*這類巨型黑洞往往誕生于宇宙大爆炸的初始階段,此時的宇宙空間還沒有現在這麼大,其中有一些物質密度極高的區域,能夠在引力作用下直接塌陷形成黑洞。

在隨后上百億的時間里,它們又不斷吞噬周圍的物質,使自己的質量越來越大,最終成為星系或類星體的中心。

雖然人馬座A*黑洞在銀河系已經是龐然大物了,但放眼整個宇宙,它在大型黑洞里也只能算個小弟。目前觀測到的最大的黑洞是位于獵犬座靠近銀道北極坐標的TON618, 它的質量達到了太陽的660億倍,光度為140萬億倍太陽亮度,是宇宙中最亮的物體之一。

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