當超大質量恆星誕生時，它們幾乎總是呈雙星形態，而且這兩顆恆星通常相互環繞。但加州大學洛杉磯分校銀河中心小組和凱克天文台的天文學家分析了16 顆圍繞銀河系中心超大質量黑洞運行的年輕超大質量恆星的十多年數據。他們的發現最近發表在《天體物理學雜誌》上，揭示了一個驚人的結論：它們幾乎都是形單影只。

哈勃太空望遠鏡拍攝的半人馬座阿爾法星A（左）和半人馬座阿爾法星B的雙星圖像。這對恆星位於半人馬座（The Centaur），距離4.3光年，每80年圍繞一個共同的重心運行一次，平均距離約為地球與太陽距離的11倍。資料來源：NASA/ESA/Hubble

但這是為什麼？比太陽大10 倍的恆星是在黑洞周圍惡劣的環境中單獨形成的嗎？他們的孿生兄弟被黑洞踢出了嗎？或者成對的恆星合併形成單顆恆星？

這些發現支持這樣一種情景，即中央超大質量黑洞驅動附近的恆星雙星合併或被破壞，其中一對被逐出系統。

科學家們觀察到的恆星被稱為S 星，其中大部分都是年輕的- 在過去600 萬年內形成，而且質量很大。它們大多位於距離黑洞不到5000 億英里的光月範圍內。

“這麼年輕的恆星一開始就不應該靠近黑洞，”該研究的第一作者、加州大學洛杉磯分校博士後學者Devin Chu 說。“他們不可能在短短600 萬年內遷移到這個地區。 但在如此惡劣的環境中擁有明星形式是令人驚訝的。”

Chu 和他的同事使用凱克的自適應光學儀器獲取的數據，首次在S 星中搜索光譜雙星。光譜雙星通過光學望遠鏡看起來是單星，但當科學家分析它們發出的光時，發現它們實際上是成對的恆星。

所有看似單身的S星，其實都是孤獨的

更令人驚訝的是，研究人員發現，黑洞附近可能存在的S 星對數量遠低於地球太陽周圍空間部分（稱為太陽鄰域）中類似恆星的數量。

他們通過計算一個稱為二進制分數的度量來做到這一點，該度量定義了給定區域內有多少顆恆星可以成對出現； 雙星分數越高，成對存在的恆星就越多。先前的研究表明，在地球的太陽附近，類似於S 星的恆星的雙星分數約為70%。在新的研究中，研究人員發現在銀河系黑洞附近，上限僅為47%——這表明黑洞的極端環境正在限制恆星雙星的生存。

“這種差異說明了我們銀河系中心極其有趣的環境； 我們在這里處理的不是正常環境，”Chu 說。“這也表明黑洞驅使這些附近的雙星合併或被破壞，這對引力波的產生和從銀河中心噴射出的超高速恆星具有重要意義。”

加州大學洛杉磯分校的研究人員現在計劃探索他們計算的雙星分數的極限與距離黑洞較遠但仍在其引力影響範圍內的類似恆星的雙星分數的比較。