Only Perception: 黑洞附近的年輕恆星之謎解開了

2008-08-24

黑洞附近的年輕恆星之謎解開了

The mystery of young stars near black holes solved
http://www.physorg.com/news138626663.html

August 22, 2008

年輕恆星如何在黑洞深處重力內形成之謎已由 St Andrews 大學與 Edinburgh 大學的天體物理學家團隊解開了。

這個團隊，部份資金是由 STFC 所提供，在發展正被吸入黑洞中之巨大氣體星雲的電腦模擬後，有了這項發現。這項新研究也許幫助科學家更了解我們銀河系和宇宙中，恆星以及超重黑洞的起源。這項新發現發表在 Science 上。

到目前為止，科學家對於恆星如何能在黑洞四周形成感到困惑，因為分子雲 -- 恆星的誕生之處 -- 將會被黑洞巨大的重力吸引扯開。

然而，由 Ian Bonnell 教授（St Andrews）以及 Ken Rice 博士（Edinburgh）所完成的新研究發現，恆星顯然會從一個橢圓形的盤狀物形成，那是巨大氣體星雲遇到黑洞時，被扯開的遺跡。

發現數百顆年輕恆星，屬於高質量（high mass）且以橢圓形的軌道環繞著一個質量比太陽大 300 萬倍、且位於我們銀河系中央的黑洞，被形容成最近天體物理學中最令人振奮的一項發現之一。

Bonnell 教授評論："只要這裡有一種合理的、來自銀河系更遠之處的大量氣體星雲供應，這些模擬證明年輕恆星能在超重黑洞的鄰近區域中形成。"

這些模擬，在 SUPA SGI Altix 超級電腦上完成 -- 花了一年的電腦時間 -- 跟隨著 2 個分離巨大氣體星雲（質量約太陽 10 萬倍）的演化，那時它們正朝著超重黑洞墜落。

這些模擬證明，這些氣體如何被黑洞的巨大重力拉開。當這些分裂的星雲繞行黑洞時，形成螺旋形樣式；這些螺旋形樣式從那些接近通過黑洞的氣體移除動能，並將其轉移到在較遠之處通過的氣體。這允許部份的星雲被黑洞捕捉而讓其他逃脫。在這些情況中，只有高質量恆星能夠形成，而且這些恆星繼承來自於此盤的古怪軌道。這些結果與在銀河系中央之年輕恆星的二種主要特點相符：它們的高質量以及它們繞著超重黑洞而行的古怪軌道。

Rice 博士評論 "決定性的元素是氣體加熱與冷卻的塑模，這告訴我們部份的氣體需要多少質量，以有足夠重力克服氣體自己的壓力，並藉此形成恆星。加熱是因星雲的極端壓縮所致，那時它被黑洞擠壓與扯開。這由冷卻所平衡，那需要「輻射有多快能逃離星雲」的細部知識。"

Bonnell 教授下結論表示，"現在出現在銀河系超重黑洞四周的恆星，有大約 1 千萬年相對短暫的壽命，這指出這種過程很可能會反覆。像這樣將恆星穩定的供應到黑洞附近區域以及由黑洞直接加速的氣體大餐，也許能幫助我們了解在我們星系以及宇宙中其他星系的超重黑洞起源。"

※ 相關報導：

＊ Star Formation Around Supermassive Black Holes
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/321/5892/1060