銀河系中心黑洞附近首次發現雙星系統

【記者陳俊村／報導】由一群天文學家所組成的國際研究團隊發現，在銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*（Sagittarius A*）附近有個雙星系統，也就是互相環繞的兩顆恆星。這是世界上首次有科學家在黑洞附近發現雙星系統。

歐洲南方天文臺（European Southern Observatory）在12月17日發布的新聞稿中指出，由德國科隆大學（University of Cologne）的天文學家派斯克爾（Florian Peißker）所主導的研究團隊，藉由該天文臺的甚大望遠鏡（Very Large Telescope）發現了這個被稱為D9的雙星系統。

D9的年齡估計只有170萬年。人馬座A*的強大重力可能在100萬年內讓這兩顆恆星合併成單一恆星。對於如此年輕的系統來說，這是一段非常短的時間。

雙星是互繞軌道運行的一對恆星，在宇宙中相當常見，但科學家先前從未在超大質量黑洞附近發現雙星，那裡的強大重力會讓這樣的系統呈現不穩定。而D9的發現顯示，即使在具有破壞性的條件之下，一些雙星也可以短暫生存。

這項研究的報告撰寫人之一，同樣來自科隆大學的研究人員波迪爾（Emma Bordier）說：「就宇宙的時間規模而言，這只提供了短暫的空檔能觀察這樣的雙星系統，而我們成功了！」

派斯克爾則說：「黑洞並不像我們想像的那麼具有破壞性。」

多年來，科學家一直認為超大質量黑洞附近的極端環境阻礙了新恆星的生成。但在人馬座A*附近發現的幾顆年輕恆星駁斥了這個假設。如今，D9的發現也證明，連雙星都可能在這些惡劣的條件下形成。

D9與人馬座A*的相對位置。（ESO）

該研究的另一名報告撰寫人、同樣來自科隆大學的研究人員札亞切克（Michal Zajaček）說：「D9系統展現了恆星周圍存在氣體和塵埃的明顯跡象，這表明它可能是一個非常年輕的恆星系統，一定是在超大質量黑洞附近形成的。」

研究人員說，D9是在環繞人馬座A*運行的一個由恆星和其他天體組成的密集星團（稱為S星團）中發現的。這個星團中最神祕的天體是G型天體（G object），它們的行為像恆星，但看起來像氣體和塵埃雲。

研究團隊正是在觀察這些神祕天體的過程中發現了D9中令人意外的模式。經證實，D9是首次在S星團中發現的雙星系統。

這項研究結果為神祕的G型天體的存在提供了新的線索。研究團隊主張說，它們實際上可能是尚未合併的雙星和已合併恆星的剩餘物質的組合。

至於繞行人馬座A*的很多天體的確切性質與它們如何在如此接近超大質量黑洞的地方形成的原因，迄今仍是個謎。但在更先進的觀測儀器的輔助之下，科學家在不久的將來將可以對銀河系中心進行更精確的觀測，以解開這樣的謎團。

派斯克爾總結說：「我們的發現讓我們推測行星的存在，因為這些行星通常是在年輕恆星周圍形成的。探測到銀河系中心的行星似乎只是個時間問題。」

上述研究成果於12月17日發表在《自然-通訊》（Nature Communications）期刊上。

澳洲西雪梨大學（Western Sydney University）的物理學講師巴恩斯（Luke Barnes）在The Conversation網站撰文解釋，雙星系統就是兩顆互繞的恆星。太陽不屬於雙星系統，這是件好事。如果太陽系中還有另一顆恆星，那地球的軌道會出現混亂，人類不是被烤乾就是凍死。

科學家的觀測顯示，銀河系中大約2/3的恆星是單一恆星，其餘的是雙星或多星系統。比較大型的恆星比較可能是成對存在的。

對於天文學家來說，雙星系統是有用的，因為它們的移動含有豐富的訊息。比如說，雙星軌道的速度和距離能用來推算這些恆星的質量。

相較之下，科學家通常從單一恆星的亮度來推算它的質量。◇