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天文学家监测到银河系中心黑洞周边的气体热斑

ALMA观测到的热点位置及其绕银心黑洞人马座A*运行的轨道示意图。（图片来源：EHT Collaboration, ESO/M. Kornmesser (Acknowledgment: M. Wielgus)

近日，一项发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）的研究利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵（ALMA）发现了银河系中心黑洞人马座A*（Sagittarius A*）附近的热斑（hotspot），对黑洞的性质进行了进一步阐释。

此前人马座A*的热斑只在X射线和红外光谱上才能清晰显示，这项研究是首次在射电观测中发现了热斑信号。这很可能是因为热斑在逐渐冷却，使得它能在更长的波段处被观测到。研究人员将ALMA对人马座A*的观测数据与理论模型相结合，来更多地理解热斑的起源以及它嵌入的磁场环境，甚至包括人马座A*周围的环境。研究结果证实了此前甚大望远镜（VLT）的一些发现，即热斑起源于黑洞周边以顺时针方向、30%的光速绕其运行的热气体泡。未来，研究者计划从多波段追踪这些热斑，为黑洞及其周边宇宙的性质提供新的启示。

#探测新生行星的新方法#
天文学家一致认为，行星是在原行星盘中诞生的——原行星盘是围绕着新生恒星的尘埃和气体环。虽然在整个宇宙中发现了数百个这样的圆盘，但事实证明，在这些环境中观测行星的诞生和形成是很困难的。
现在，哈佛-史密松天体物理中心的天文学家们开发了一种新方法来探测这些难以捉摸的新生行星，并由此找到了原行星盘中潜藏着类似海王星或土星的小行星的“证据”。相关研究结果已发表在The Astrophysical Journal Letters上。
领导这项新研究的博士后Feng Long说：“直接探测年轻的行星是非常具有挑战性的，迄今为止只成功了一两个案例。这些行星对我们来说总是太暗淡了，因为它们被嵌在厚厚的气体和尘埃层中。”
相反，科学家们必须寻找线索，以推断尘埃下正在形成一颗行星。
Long说：“在过去的几年里，我们看到原行星盘上出现了许多结构，我们认为这些结构是由行星的存在造成的。它也可能是由其他东西造成的，我们需要新的技术来观察和支持行星的存在。”
在她的研究中，Long决定重新审视一个被称为LkCa 15的原行星盘。它位于518光年之外的金牛座。科学家们之前利用ALMA天文台的观测报告了该原行星盘中行星形成的证据。Long研究了相关数据，发现了两个以前没有探测到的微弱特征。
在距离恒星大约42个天文单位的地方，Long发现了一个尘埃环，其中有两堆独立、明亮的物质在内部运行。这两堆物质呈小块状和大圆弧状，间隔120度。她说：“这不是随便发生的，它在数学上很重要。”
换言之，Long检测到的两堆物质位于L4和L5拉格朗日点。隐藏在它们之间60度的是一颗小行星，造成L4和L5点的尘埃堆积。结果显示，这颗行星大约有海王星或土星那么大，而且大约有100万到300万年的历史（就行星而言，这是比较年轻的）。
由于技术上的限制，直接对这颗新生的小行星进行成像可能无法很快实现，但是Long相信进一步观测可以为她的行星发现提供额外的证据。她说：“我确实希望这种新方法（物质优先积聚在拉格朗日点）在未来能够被广泛采用。唯一需要注意的是，因为信号很弱，这需要非常深入的数据。”
图为LkCa 15系统中一颗类似土星的小行星的艺术想象图。
来源：https://t.cn/A6SD0EyM
图源：https://t.cn/A6SD0Eyx