银河系中心有一群奇怪的变形物体

2012 年，黑洞观察者们以为自己中了大奖：一团被称为 G2 的气体云正向银河系核心的潜在危险区域移动。两年来，天文学家们屏息凝神地看着 G2 加速靠近银河系中心的黑洞——人马座 A*（读作“A 星”）。这颗庞然大物的质量是太阳的几百万倍，其强大的引力将撕碎这团稀疏的气体云，并吞噬其残骸。

加州大学洛杉矶分校天体物理学家安娜·丘洛 (Anna Ciurlo) 表示：“每个人都在等待烟火。我们将首次直接看到黑洞的吸积。”

但事实并非如此。当 G2（一团宽度是太阳到冥王星距离的两倍多的云）接近其最近点时，它伸展成一团。它在人马座 A* 的引力作用下拉紧，但没有断裂，然后在后退时恢复到其通常的圆形。该物体出人意料的耐用性使人马座 A* 无法成为它的猎物，地球上的天文学家也未能看到这一奇观。（尽管去年夏天的一次爆发可能表明 G2 碎片的啃食有所延迟。）

现在，研究人员报告称，G2 和 2005 年首次发现的类似 G1 物体并非是银河系中心气体、尘埃和恒星疯狂混乱中偶然出现的漩涡。根据周三发表在《自然》杂志上的研究结果，它们代表了一组新的太阳系大小的物体的首批成员，这些物体像气体一样发光，但像恒星一样移动。研究人员报告称发现了四个新的尘埃团块（G3 至 G6），并推测它们如何在极其剧烈的环境中生存。

Ciurlo 和她的同事属于加州大学洛杉矶分校的一个研究小组，该小组通过与夏威夷凯克天文台合作，通过观察附近恒星的运动，间接研究了中心黑洞长达 20 年。“我们基本上收集了非常丰富的数据集，”她说，“不仅有关于恒星的信息，还有该地区其他一切的信息。”

该团队着手破译气体云如何在黑洞附近伸展和移动，但被数据集中不断出现的这些持久物体分散了注意力。它们发出的红外光颜色与短暂的气体云相符（与发出可见光的恒星不同），但它们的行为更像持久的恒星。“它们绕着黑洞旋转。它们保持紧凑。它们存活了很长时间，”Ciurlo 说。“就像 G2 在近距离接触中幸存下来一样。”

早期研究人员曾提出一种解释 G2 弹性的理论，认为每个气体云的中心都隐藏着一颗恒星——其质量可能是太阳的几倍。这个质量不大的恒星可以吸引周围的气体和尘埃，但其亮度不足以穿透云层，并显示其存在。

但是“G 型物体”（G 代表“气体”，这是它们最初被误认为是气体的遗留物）是如何获得面纱的呢？人马座 A* 可能破坏了它们曾经拥有的任何行星物质，或者恒星本身可能正在失去质量。或者，正如该团队目前认为最合理的说法，气体云可能代表人马座 A* 将两颗恒星撞击在一起后留下的混乱后果。

许多恒星都是成对诞生的。通常，这样的双星寿命很长，可以绕对方旋转数十亿年。但是，如果存在一个巨大的第三方——比如黑洞——就会把事情搞砸，让它们在短短一百万年内相互靠近。碰撞会产生一颗更大的恒星，以及大量的气体和尘埃。这些碎片可能会围绕合并后的恒星旋转，使其隐藏在人们的视线之外。

G 型天体以大、小倾斜椭圆轨道绕人马座 A* 旋转，就像可见恒星一样，这支持了相同天体最终组成两组的观点。对天体数量和年龄的粗略估计也符合合并的想法，但该理论仍远非万无一失。“我认为它非常符合，但我们需要通过寻找其他区域的天体来确认这一点，”Ciurlo 说。“我们需要看看它是否真的与黑洞有关。”

由于只有黑洞的引力扰动才能使恒星对不稳定，从而产生这些尘埃团块，如果天文学家在远离人马座 A* 的地方发现它们，比如在星系的外围，那么研究人员就必须寻找另一种解释。Ciurlo 表示，新天体的发现也可能促使理论家进行复杂的计算，以准确模拟合并后的恒星应该是什么样子。如果这些团块确实是前双星，它将加强天体物理学家对超大质量黑洞周围复杂环境的理解。有了更多的知识作为支撑，他们可以更好地预测其他类似银河系的星系中心发生的事情——这些遥远的地方很难直接如此详细地成像。

与此同时，Ciurlo 期待继续在银河系中心的混乱中寻找新的谜团。“很难找到这些物体，”她说。“多年来，我们一直痴迷于银河系中心，现在才找到它们，所以这个区域非常有趣，非常丰富。”