一团接近银河系超大质量黑洞的气体云的绝唱

　　凯克天文台NIRC2和自适应光学图像拍摄于2021年夏季，显示了银河系中心的气体和尘埃结构，包括G天体和X7。Credit: A. Ciurlo et al./UCLA GCOI/W. M. Keck Observatory

　　据美国物理学家组织网（by W. M. Keck Observatory）：夏威夷莫纳克亚山上的W. M .凯克天文台20年的监测揭示了一种被称为X7的特殊云，当它加速向我们银河系中心的超大质量黑洞移动时，被拉开了。

　　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跟踪这条尘埃气体细丝的演变；凯克天文台强大的自适应光学系统捕捉到的高角度分辨率近红外图像显示，X7已经变得如此细长，现在的长度是地球和太阳之间距离的3000倍(或3000个天文单位)。

　　这项研究发表在今天的《天体物理学杂志》上。

　　“这是一个以高分辨率观察黑洞潮汐力影响的独特机会，让我们深入了解银河系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安娜·丘洛说。

　　潮汐力是拉伸接近黑洞的物体的引力；物体离黑洞最近的一侧比离黑洞最远的一侧受到的引力要大得多。

　　凯克天文台科学行动负责人兰迪·坎贝尔说:“在相对较短的时间尺度内，看到X7的形状和动力学在如此巨大的细节上发生重大变化令人兴奋，因为银河系中心的超大质量黑洞的引力影响了这个物体。”

　　X7的质量约为50个地球，位于围绕我们星系黑洞的轨道上，称为人马座A*(或Sgr A*)，需要170年才能完成。

　　“我们预计银河黑洞施加的强大潮汐力最终会在X7完成一个轨道之前将其撕裂，”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，研究小组估计X7将在2036年左右最接近Sgr A*，然后很快完全消失。构成X7的气体和尘埃最终将被拖向Sgr A*，并可能在它变热并螺旋进入黑洞时引发一些火花。

　　这些发现是对X7轻度偏心轨道的首次估计，也是迄今为止对其外观、形状和行为的显着变化进行的最有力的分析。为了观测X7，研究小组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)，结合凯克I和凯克II望远镜上的自适应光学系统。

　　X7显示了一些与其他围绕Sgr A*运行的奇怪尘埃物体相同的观测特性，这些物体被称为G物体，它们看起来像气体，但行为像恒星。然而，与G物体相比，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，速度高达每秒490英里。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中看到的其他地方移动得快得多。

　　凯克天文台的NIRC2仪器和自适应光学器件拍摄的图像显示了X7在2002-2021年间的演变。Credit: A. Ciurlo et al. / UCLA GCOI / W. M. Keck Observatory

　　虽然X7的起源仍然是一个等待解开和确认的秘密，但研究小组确实有一些关于它可能形成的线索。

　　“一种可能性是，X7的气体和尘埃是在两颗恒星合并的时候喷射出来的，”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。喷出的气体可能会产生类似X7的物体。"

　　研究小组将继续用凯克天文台监测X7的剧烈变化，因为黑洞的引力将它撕裂。

　　“能够研究我们银河系中心的极端环境是一种特权，”坎贝尔说。“这项研究只能使用凯克的卓越能力来完成，并在受人尊敬的莫纳克亚进行，这是对这个特殊地点的荣誉和尊重。”