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银河系中心的黑洞人马座A*,质量是太阳的400万倍,但活动水平低得反常。同等体量

银河系中心的黑洞人马座A*,质量是太阳的400万倍,但活动水平低得反常。同等体量的黑洞如果有充足的物质供给,释放的能量足以点亮整个星系核,人马座A*却极其安静,像一台怠速运转的发动机。

这台发动机烧的那一丁点燃料,从哪来?

过去20年,天文学家在人马座A*附近陆续发现了几团紧凑的气体云。第一团编号G2,2012年被辨认出来,质量只有几个地球,沿一条拉长的椭圆轨道围绕黑洞运行,身后拖着一条暗淡的尾巴,标记为G2t。回溯更早的观测数据,在相似轨道上又找到了G1。

三团气体云的轨道朝向、形状和倾角几乎完全一致。三个不相关的天体碰巧走同一条路,概率小到可以忽略。它们一定来自同一个源头。

这个源头是什么,十几年来没人说得清。大质量恒星向外吹出的高速气体流、新星爆发抛出的碎片、黑洞引力对路过天体的潮汐撕裂,都曾是候选答案,但没有一个能和观测数据严丝合缝地对上。

德国马普地外物理研究所领衔的团队最近给出了答案。他们用欧洲南方天文台的红外光谱仪,追踪气体云中氢原子发出的红外光信号,精确测定了每团云的位置和运动速度,算出完整的轨道,然后把三条轨道沿时间倒推,看它们在过去交汇于何处。

交汇点指向一颗编号IRS 16SW的双星,由两颗大质量恒星组成,表面紧贴在一起,就在围绕人马座A*运转的年轻恒星盘里。每颗大质量恒星都在持续向外喷射高速气体流,而这对双星特别的地方在于,喷出的气体流与周围介质碰撞,在两星之间产生激波。

气体在碰撞区被剧烈压缩,密度急剧攀升,不断堆积。堆积到临界点,就像水龙头攒满一滴水,凝结成一团致密的气体块从双星系统中脱落,沿轨道飘向黑洞。

每团气体脱落时双星自身的位置和速度略有不同,射出的气体块就走上稍有偏差的轨道。G1、G2和G2t之间那些微小的轨道差异,恰好与此吻合。团队的流体力学模拟再现了从气体碰撞到气团脱落的全过程,结果和观测高度一致。

计算表明,大约每十年有一个地球质量的气团落向黑洞,提供的物质恰好能维持人马座A*目前极其微弱的活动水平。

银河系中心那个沉默的黑洞,正被一对紧贴旋转的恒星一口一口地喂着。

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图为银河系中心超大质量黑洞周围的动态环境,重点呈现了新发现的气团 G2t,以及此前已知的气团 G1 和 G2,它们高度相似的运行轨道表明,这些气团均共同起源于 IRS16SW 双星系统,图源:ESO/D. Ribeiro for the MPE GC team

信源:Thompson, Mark. "Mysterious gas clouds near Milky Way's black hole now have a likely source." Phys.org, edited by Gaby Clark, 23 Apr. 2026