一群“星际研磨机”黑洞可能潜伏在我们银河系尘土飞扬的核心中

有一个超大质量黑洞位于我们银河系的中心。那里还有很多其他的东西。年轻恒星、气体、尘埃和恒星质量黑洞.这是一个正在发生的地方。

它还被星际气体和尘埃的面纱所包围,这意味着我们无法在可见光下观察该地区。我们可以通过红外线和无线电来观察该地区的恒星,那里的一些气体会发出无线电光,但恒星质量的黑洞大多仍然是个谜。

一个巨大的挑战是,我们没有一个很好的测量黑洞的数量。传统的恒星形成模型表明,在超大质量黑洞人马座 A* 最近的区域可能只有 300 颗。

其他模型表明,Sgr A* 的形成本身可能触发了数百个恒星质量黑洞的形成。但是天文学与天体物理学表明恒星质量黑洞的数量要高得多。

我们星系中心的 S 星团的插图。(NCSA、加州大学洛杉矶分校/凯克)

这个新模型背后的想法是,与银河系的其他部分相比,Sgr A* 附近的中心区域充满了气体和尘埃。这意味着大型 O 型和 B 型恒星很容易形成。

这些恒星的寿命非常短,因此会以超新星的形式死亡。它们的核心会坍缩成黑洞,其余的物质会被抛弃,可以制造新的恒星。随着时间的推移,该地区的黑洞会随着新的恒星周期的诞生和死亡而积累。

最终,该地区将充满足够多的黑洞,以至于恒星和黑洞之间的碰撞将很常见。黑洞会逐渐将恒星撕裂,搅动该区域以加速恒星和黑洞的形成。作者将这种模型称为 star grinder。

恒星与黑洞密度的碰撞时间。(Haas 等人,天文学与天体物理学, 2025)

如果这个模型是正确的,那么我们银河系的中心每立方秒差距可能有数百万或数十亿个恒星质量的黑洞。任何进入该区域的恒星都会有危险。这是一个迷人的想法,但我们该如何证明呢?为此,作者着眼于一个称为碰撞时间的统计概念。

对于区域中给定密度的黑洞,恒星和黑洞碰撞之前存在平均时间。这个碰撞时间取决于该区域中黑洞的数量和恒星的大小。显然,黑洞数量越高,碰撞时间越短,而且恒星越大,发生碰撞的可能性就越大。

该团队计算了各种分布的碰撞时间,然后将他们的结果与我们观察到的结果进行了比较。由于银河系中心最大的恒星最容易被探测到,因此我们很清楚有多少颗恒星。根据观测,与银河系的其他部分相比,该地区最大的 O 型恒星较少。

这表明 O 型恒星经历了黑洞研磨。该地区有很多较小的 B 型恒星,这表明它们并不经常遇到黑洞。根据他们的统计数据,作者认为,在 Sgr A* 周围的区域,每立方秒差距大约有 1 亿个黑洞。

作者还指出,这个模型可以解释我们银河系晕中存在超高速恒星的原因。我们知道大约有十几颗恒星,它们的速度如此之快,它们会逃离我们的银河系。

恒星获得这种速度的一种方法是与黑洞近距离接触。我们观察到的超高速恒星的数量可能是由银河系中心的近距离相遇引起的。

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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