银河系中部黑洞附近的小恒星

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在科隆大学天体物理研究所 Florian Peißker 博士的领导下，一个国际研究小组在我们银河系中心的超大质量黑洞人马座 A* (Sgr A*) 附近发现了一颗处于形成阶段的非常年轻的恒星. 这颗恒星的年龄只有几万年，比人类还年轻。婴儿星X3a的特别之处在于，理论上它本来就不应该存在于如此靠近超大质量黑洞的地方。然而，该团队认为，它是在围绕巨型黑洞运行的尘埃云中形成的，并且在形成后才沉入目前的轨道。研究“X3：靠近超大质量黑洞 Sgr A* 的高质量年轻恒星物体”已发表在《天体物理学杂志》上。

我们银河系中心的黑洞附近通常被认为是一个以高度动态过程和硬 X 射线和紫外线辐射为特征的区域。正是这些条件不利于像我们的太阳这样的恒星的形成。因此，长期以来，科学家们一直认为，在数十亿年的时间里，只有演化的老恒星才能通过动力摩擦在超大质量黑洞附近定居下来。然而，令人惊讶的是，20 年前就在人马座 A* 附近发现了非常年轻的恒星。目前还不清楚这些恒星是如何到达那里或它们是在哪里形成的。非常靠近超大质量黑洞的非常年轻的恒星的出现被称为“青春悖论”。

婴儿恒星 X3a——比我们的太阳大 10 倍，重 15 倍——现在可以缩小恒星形成与人马座 A* 附近的年轻恒星之间的差距。X3a 需要特殊条件才能在黑洞附近形成。第一作者弗洛里安佩斯克博士解释说：“事实证明，在距离黑洞几光年的地方有一个区域满足了恒星形成的条件。这个区域是一圈气体和尘埃，足够冷并且可以抵御破坏性辐射。” 低温和高密度创造了一个环境，可以形成数百个太阳质量的云。由于云与云的碰撞和散射消除了角动量，这些云原则上可以非常快速地朝黑洞的方向移动。

此外，非常热的团块在靠近婴儿恒星的地方形成，然后可以被 X3a 吸积。因此，这些团块也可能有助于 X3a 首先达到如此高的质量。然而，这些团块只是X3a形成历史的一部分。他们仍然没有解释它的“诞生”。

科学家们假设以下情况是可能的：在不受人马座 A* 和强辐射的引力影响的情况下，银河系中心周围的外层气体和尘埃环可能形成了足够密集的云。这颗云的质量大约是一百个太阳的质量，并在自身引力的作用下坍缩成一颗或多颗原恒星。“这个所谓的下降时间大约对应于 X3a 的年龄，”Peißker 补充道。观察表明，有许多这样的云可以相互影响。因此，很可能不时有云落向黑洞。

这种情况也适合 X3a 的恒星发展阶段，它目前正在演变成一颗成熟的恒星。因此，气体和尘埃环很可能是我们银河系中心年轻恒星的诞生地。布尔诺(捷克)马萨里克大学的 Michal Zajaček 博士是该研究的合著者，他澄清说：“X3a 的质量大约是太阳质量的十倍，是恒星中的一颗巨星，这些巨星的演化速度非常快到期。我们很幸运地在彗星状的星周包络中发现了这颗巨大的恒星。随后，我们确定了与年轻时代相关的关键特征，例如围绕它旋转的紧凑星周包络。”

由于在其他星系中也可以找到类似的尘埃和气体环，因此所描述的机制也适用于那里。因此，许多星系的中心都可以容纳非常年轻的恒星。美国国家航空航天局的詹姆斯韦伯太空望远镜或欧洲南方天文台在智利的超大望远镜的计划观测将测试我们银河系和其他星系的恒星形成模型。

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