12月17日，一项发表于《自然—通讯》的新研究显示，天文学家在研究银河系中心的朦胧区域时，意外发现了一对年轻的双星，他们彼此围绕着位于银河系“黑暗之心”的超大质量黑洞运行。

“这些结果让我非常惊讶。”美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的天体物理学家Tuan Do说。此前，天体物理学家认为黑洞强大的引力要么会将这种双星中的恒星撕裂，要么会将它们挤压在一起。然而，这一被称为D9的新天体表明，这样的“双星系统”至少可以在黑洞附近短暂存活，并且有助与解释附近其他的神秘体。

在空间和时间结构中，银河系中心的黑洞是一个无法逃脱的深坑，其质量是太阳的400万倍，并且极其紧凑，位于水星和太阳轨道之间。这个超大质量黑洞被称为人马座A*，其本身是隐形的。但天文学家通过观察周围一些恒星的运动轨迹，确定了它的存在。

这些恒星被称为S星团，它们围绕这个黑点高速运行，有时非常接近黑洞的“事件视界”。事件视界是黑洞周围的临界距离，进入这个距离内的任何物质，包括光，都无法逃脱黑洞的引力。

多年来，美国加州和德国的两支团队监测了那些距离黑洞最近的恒星。在大约20年前，两组科学家都证明了这些恒星的异常，只有当它围绕一个质量极大的致密物体（黑洞）旋转时，才会出现高速轨道。

但是S星团还有其他神秘之处。尽管其中许多成员都是老恒星，它们可能在数十亿年的时间里从更远的地方迁徙到这里，但其他成员却很年轻。这很奇怪，因为典型的恒星孕育区包含大量冷气体，而这些气体在如此靠近超大质量黑洞的地方不可能存在。

此外，该星团还包含神秘的G物体，它们看起来像是一簇簇的尘埃和气体，但会以特定的频率发光，就好像气体受到附近恒星的激发一样。尽管银河系中至少三分之一的恒星系统是双星或多星系统，但S星团几乎没有这样的系统。

在这项研究中，新报告的双星系统的证据，像许多类似的系统一样，以星光波长的颤音形式出现。由德国科隆大学的Florian Pei?ker领导的天文学家团体，在使用欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜研究G物体时，注意到其中一个物体的特征发射线在不同时间略微发生了偏移。

观测银河中心很困难，因为它被气体和尘埃笼罩，因此研究人员通常会将多个夜晚的观测结果叠加起来以减少噪音。然而，Pei?ker研究团队将这些观测结果按照单独的夜晚分开，发现光谱线以372天为周期的规律模式移动。这种波动是尘埃团中包含一对双星的证据。轨道运动意味着恒星反复冲向地球然后远离地球，周而复始。

尽管D9具有G物体的典型尘埃特征，但它并不像类似天体的尘埃特征那样明亮。当研究人员将D9的整体辐射与新形成的尘埃覆盖恒星模型进行比较时，他们得出结论，它很可能由一颗年龄仅为270万年的恒星和一颗伴星组成，其中恒星的质量是太阳的2.8倍，伴星的质量是太阳的0.7倍。

该团队表示，D9有可以解答S星团的几个谜团。G物体可能是最近双星合并的产物，也可能是即将发生的合并。随着尘埃和气体的遮盖消散，如此形成的恒星可能为成为 S星团中的年轻恒星之一。“这个物体有可能告诉我们很多有关这个区域的信息，”Do 说。

但并非所有人都相信这种假设能够完全解释G物体。MPE的天体物理学家Stefan Gillessen等人认为，G物体是短暂存在的气体和尘埃团块，当邻近恒星的恒星风发生碰撞时形成，会产生湍流和冲击波。

他和同事已经确定了3个的G型物体，它们似乎共享同一轨道。他认为，一个更自然的解释可能是，一大团气体沿着轨道伸展，形成了几个密度较高的结点，这些结点通过望远镜可见。

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https://doi.org/10.1038/s41467-024-54748-3