大约十年前，一个名为 G2 的物体首次引起了世界各地天文学家的极大兴趣。G2 是一个奇异的混合体。它包含几个地球质量的物质，看起来像是气体和尘埃的紧凑混合物，但它的移动方式更像恒星，尽管望远镜看不到任何星光从其内部渗出。如果该物体没有恰好位于一条会使其危险地接近我们星系中心的超大质量黑洞的路径上，那么它可能已被视为一个随机的天文奇点而被忽略。
天文学家预计，这个名为人马座 A* 或 SgrA* 的黑洞会在 2014 年夏天撕碎 G2，从而在被撕裂的物体喂食黑洞贪婪的胃口时，引起短暂的辐射爆发。但这并没有发生：G2 径直滑过了 SgrA*——几乎毫发无损，只是形状略有变形——并继续其银河之旅。
时至今日，天文学家们对于 G2 究竟是什么仍未达成共识。另一个围绕 SgrA* 运行的类似物体 G1 也无法解释。这两个物体轮流被怀疑是紧凑的气体云或被模糊的帷幕笼罩的昏暗恒星，仍然非常神秘。
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事实证明，它们并不孤单。2020 年 1 月发表在《自然》杂志上的一项研究报告称，在银河系中心还发现了另外四个所谓的 G 天体。就像 G1 和 G2 一样，它们也是宇宙嵌合体。
“当只有两个事物时，一切都变得神秘，”普林斯顿高等研究院的 Elena Murchikova 说，她没有参与这篇新论文。“这项研究改变了游戏规则。它使 G 天体的数量增加了三倍，并表明它们都位于不同的轨道上，因此它们不是独特的，也不太可能是罕见条件结合在一起的结果。而且它们显然不是同一结构的一部分。”换句话说，已识别出的六个 G 天体是独立产生的，这表明塑造它们的宇宙机制并非罕见——并且实际上可能很快就会得到解决。
大量的 G 天体
该研究的主要作者，加州大学洛杉矶分校的 Anna Ciurlo 与她的同事合作，在夏威夷休眠火山莫纳克亚山顶上的双子星凯克望远镜之一的仪器收集的 13 年银河系中心数据中发现了这些新物体。她说，最初，她正在研究 SgrA* 如何影响银河系中心附近的气体。
“但是后来我们不断发现这些非常紧凑的物体，”她说。“它们的行为不像气体云——它们不会被拉伸；它们不会被黑洞本身吞噬。它们像恒星一样绕黑洞运行。”换句话说，新发现的物体与神秘的 G1 和 G2 非常相似。
最终，Ciurlo 标记了四个稠密的、球状的新物体，并将它们命名为 G3 到 G6（尽管 G3 和 G6 已被其他小组独立检测到）。它们使已知的 G 天体的数量增加到六个。每个物体都位于 SgrA* 的 0.13 光年范围内。与 G1 和 G2 一样，它们的大小都在 100 个天文单位左右（一个天文单位大约是地球到太阳的距离）。但与最初的两个物体（似乎位于相似的轨道上）不同，新四重奏中的每个成员都描绘了一条与其他成员截然不同的围绕我们银河系核心的路径，轨道周期从 170 年到 1,600 年不等。
“所有这些看起来都非常、非常可信——毫无疑问数据的真实性，”德国加兴马克斯·普朗克地外物理研究所的 Stefan Gillessen 说，他发现了 G2，但没有参与这项新研究。“我真的觉得这是一篇很好的论文。”
它们是什么？
除了表明 G 天体并非罕见的宇宙独有物体外，新的观测结果可能有助于解开其起源的根本谜团。Ciurlo 和她的同事认为，这些神秘的混合体是被抛弃的恒星物质包裹着的合并双星。正如该团队的推论，我们星系中的大多数恒星都成对形成，即使在银河系中心也是如此。但在混乱的环境中，双星不仅相互绕行——它们还受到 SgrA* 的撞击和打击。“这些系统合并的可能性远高于银河系其他地方，”Ciurlo 说。
由此产生的合并很可能非常混乱，因为每颗恒星都会从另一颗恒星中撕裂物质，最终喷射出大约一个太阳质量的物质，形成一个气体和尘埃云，遮蔽新形成的恒星。“当然，这需要在未来得到证实。但我认为这是最引人入胜的假设，考虑到我们对该区域的了解，”Ciurlo 说。
然而，Gillessen 并不相信碰撞恒星是 G 天体的令人满意的解释。相反，他认为这些物体更可能是紧凑的气体云，可能是由多种现象产生的。“如果所有这些都属于同一类别，我会感到惊讶，”他说。
与 Ciurlo 和她的同事一样，Gillessen 和他的团队多年来一直在研究银河系中心，他不相信该区域有足够的恒星来频繁地产生合并，以至于同时可见六次碰撞的后果。“在我们看到的 40 颗恒星[在银河系中心]中，我们有六次合并，”他说。“这意味着，除非这些合并寿命很长，否则您会立即开始过度生产应该在那里存在的恒星数量。”
Ciurlo 解释说，围绕新合并恒星的尘埃混乱状态可能会持续数百万年——尽管她指出，关于这种情况实际上知之甚少。而且，她观察到，SgrA* 附近最近一次恒星形成的爆发被认为发生在六百万到四百万年前。“一旦你形成恒星，这些类型的合并往往会很早发生，”Ciurlo 说。“因此，我们只看到在恒星种群形成后不久，在开始时发生的合并。”
揭开面纱
最终，G 天体的身份和起源可以通过更详细的观测来揭示，这些观测由凯克望远镜、智利甚大望远镜上的仪器或未来的设施（如詹姆斯·韦伯太空望远镜或地面三十米望远镜）进行。Gillessen 说，在此期间，密切研究未来几年的 G2 可能会有所启发。
这些调查很有希望，因为恒星和气体在接近超大质量黑洞时的行为截然不同，而 G2 在 2014 年与 SgrA* 的近距离通过可能会以一种明显的 telltale 方式影响其气体外壳的运动。Gillessen 的观测已经表明，SgrA* 阻止了 G2，导致该物体——或至少其模糊的外部——减速。但是，尘土飞扬、密度更大的恒星更难减速。随着时间的推移，天文学家或许应该区分来自恒星及其先前外壳的辐射。
“气体实际上感受到的力与可能位于内部的恒星物体不同，”Gillessen 说。“如果几年后，我们看到 G2 分离成不同的气体和尘埃成分，那么情况就很清楚，里面有东西。”