X7奇特云加速朝向银河系超大质量黑洞时被拉开
凯克天文台 NIRC2 和自适应光学图像于 2021 年夏季拍摄，显示了银河系中心的气体和尘埃结构，包括 G 天体和 X7。图片来源：A. Ciurlo 等人/UCLA GCOI/WM Keck 天文台
位于夏威夷莫纳克亚山的 WM 凯克天文台进行了二十年的监测，揭示了一个被称为 X7 的奇特云在加速朝向我们银河系中心的超大质量黑洞时被拉开。
自 2002 年以来，加州大学洛杉矶分校银河中心轨道计划 (GCOI) 和凯克天文台的天文学家一直在追踪这种尘埃气体细丝的演化；用凯克天文台强大的自适应光学系统拍摄的高角度分辨率近红外图像显示 X7 已经变得如此细长，以至于它现在的长度是地球与太阳之间距离的 3,000 倍（或 3,000 个天文单位）。
这项研究发表在今天的《天体物理学杂志》上。
“这是在高分辨率下观察黑洞潮汐力影响的独特机会，让我们深入了解银河中心极端环境的物理学，”加州大学洛杉矶分校助理研究员兼该研究的主要作者 Anna Ciurlo 说。
使用凯克天文台的 NIRC2 仪器和自适应光学系统拍摄的图像显示了 X7 在 2002 年至 2021 年间的演变。图片来源：A. Ciurlo 等人。/ 加州大学洛杉矶分校 GCOI / WM 凯克天文台
潮汐力是拉伸接近黑洞的物体的引力。物体最靠近黑洞的一侧比最远的一侧受到的拉力要大得多。
“由于银河系中心超大质量黑洞的引力影响了这个物体，在相对较短的时间内看到 X7 的形状和动力学的显着变化是令人兴奋的，”合著者兰迪坎贝尔说，凯克天文台的科学运营负责人。
X7 的质量约为 50 个地球，位于我们银河系黑洞周围的轨道路径上，称为人马座 A*（或 Sgr A*），需要 170 年才能完成。
“我们预计银河系黑洞施加的 强大潮汐力最终会在它完成一个轨道之前将 X7 撕裂，”共同作者、加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授马克莫里斯说。
根据它的轨迹，该团队估计 X7 将在 2036 年左右最接近 Sgr A*，然后很快完全消散。构成 X7 的气体和尘埃最终会被拖向人马座 A*，随后可能会在它升温并旋入黑洞时引发一些烟花。
这些发现是对 X7 轻度偏心轨道路径的首次估计，也是迄今为止对其外观、形状和行为显着变化的最可靠分析。为了观察 X7，该团队使用了凯克天文台的 OH 抑制红外成像光谱仪 (OSIRIS) 和第二代近红外相机 (NIRC2)，以及凯克 I 和凯克 II 望远镜上的自适应光学系统。
X7 显示出一些与其他围绕 Sgr A* 运行的奇怪尘埃天体（称为 G 天体）相同的观测特性，这些天体看起来像气体，但行为却像恒星。然而，与 G 对象相比，X7 的形状和速度结构发生了更大的变化。伸展的气体和尘埃细丝快速移动，以每秒 490 英里的速度计时。由于黑洞的质量非常大，它附近的一切都比我们通常在银河系其他任何地方看到的要快得多。
虽然 X7 的起源仍然是一个等待解开和确认的秘密，但研究团队确实掌握了一些关于其可能形成的线索。
“一种可能性是，X7 的气体和尘埃是在两颗恒星合并的那一刻喷射出来的，”Ciurlo 说。“在这个过程中，合并的恒星隐藏在尘埃和气体的外壳中，这可能符合 G 天体的描述。喷射的气体可能产生了类似 X7 的物体。”
研究团队将继续与凯克天文台一起监测 X7 在黑洞引力的作用下发生的巨大变化。
“能够研究我们银河系中心的极端环境是一种荣幸，”坎贝尔说。“这项研究只能使用 Keck 的卓越能力来完成，并在受人尊敬的 Maunakea 进行，并怀着对这个特殊地点的荣誉和尊重。”
编辑：澜澜
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