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天文學家發(fā)現(xiàn)了一顆主序星，這是迄今為止在銀河系中發(fā)現(xiàn)的速度最快的主序星。它正以令人瞠目結舌的1700公里/秒的速度在銀河系中飛馳，并且正在遠離銀河系中心。 這也使它成為第一個被天文學家確定是從星系中心噴射出來的恒星。這意味著它可能是由于與銀河系中的超大質量黑洞人馬座A* (Sgr A*)的相互作用而被拋出的。 “我們實際上是偶然間發(fā)現(xiàn)了這顆恒星，”麥格里大學的天文學家丹尼爾·祖克表示 。 “我們一直在進行一項名為S5的調查——觀察恒星流中的恒星（恒星流是我們星系周圍的結構，是由星團和矮星系在銀河系的潮汐力作用下形成的）?！?/p> 根據(jù)祖克的說法，恒星的光譜可以告訴我們它們的溫度、組成成分和年齡，以及它們靠近或者遠離我們的速度有多快(它們的徑向速度)。 “作為一個業(yè)余項目，卡內基梅隆大學的謝爾蓋·科波索夫教授正在檢查來自S5的光譜，目的是尋找具有高徑向速度的恒星；他驚訝地發(fā)現(xiàn)，其中一顆恒星——他稱之為S5-HVS1——正以1000公里/秒的速度遠離我們!” 隨后的觀測和計算也證實的確有1700公里/秒的驚人速度。 S5-HVS1非常有趣。它是一個主序星，或者說是“活的”恒星，其核心仍在氫聚變；事實上，相對來說它是顆年輕的星球，在它估計能有的10億年壽命中，它的一生才走了一半。 它是一顆質量大約是太陽的2.35倍的A型恒星，而且非常明亮。這些特征使它在這些超速恒星中成為一個真正的奇葩，這些超速恒星被稱為超高速恒星，或HSV。 這是因為，根據(jù)2015年的一項分析，天文學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，那些主星序趨向于O型和B型恒星的HSV：非常熱、質量大、“活得快，死得早”的恒星，壽命都不會超過幾千萬年。 也有超高速“死”星，或中子星，或像之前的速度記錄保持者，RX J0822 - 4300，表觀速度超過1500公里/秒，這是2006年首次被計算的速度記錄。 這一研究發(fā)現(xiàn)它的速度要慢得多，但速度更快的死恒星還是在去年被發(fā)現(xiàn)了：兩顆速度約為2200公里/秒的白矮星。 但超高速死亡恒星有一個更清晰的起源：當一顆垂死的恒星變成超新星時，爆炸可能是不對稱的，這將以瘋狂的速度將恒星自身拋出太空。對于白矮星來說，可能是兩顆恒星同時爆炸的雙重爆炸引起的。 在S5-HVS1之前(S5-HVS1的發(fā)現(xiàn)仍在等待同行的審查認可)，目前銀河系中已知的速度最快的恒星是US 708，速度1200公里/秒。這是一個O型。S5-HVS1將它的存在吹出水面。 但是如果沒有爆炸，主序星是如何達到如此瘋狂的速度的呢？這就是黑洞出現(xiàn)的原因。 天文學家認為，迄今發(fā)現(xiàn)的超高速主序星可能是通過三體交換相互作用被拋入太空的，其中一個是黑洞，另兩個是雙星系統(tǒng)中的恒星。 2015年，哈佛史密森天體物理中心的天文學家沃倫·布朗寫道:“恒星之間的三體交換相互作用和一個巨大的黑洞將不可避免地會使星系中的恒星脫離束縛。 因為恒星的大小是有限的，所以只有存在體積巨大的致密物體才能解釋恒星是怎能以1000公里/秒的速度噴射?！?/p> S5-HVS1的位置距離地球約29,000光年，它移動的速度表明，它是在480萬年前被巨大的力量踢出了銀河系中心。 祖克說:“我們的軌道模型顯示，它的初始速度與當前速度非常相似，大約為1800公里/秒?！?/p> 要讓它達到那樣的速度，需要傳遞大約6×10^42焦耳的動能——類比來說，這樣力量的一踢將把地球加速到光速的0.997倍!” 從那以后，它就一直在太空中飛——但對于把它踢出太空的機制卻不那么清楚。 根據(jù)這篇論文，要發(fā)生三體交換相互作用，其中一顆恒星的質量必須相對較低，小于太陽的質量，且被鎖定在S5-HVS1的短周期軌道上——持續(xù)3至40天。 雖然這些雙星很罕見，但它們是可能存在的。幾百萬年前的一次吸積事件可能引發(fā)了星系中心的恒星形成，產(chǎn)生了S5-HSV1雙星。神奇的是，它的軌跡與這些恒星的圓盤一致，這表明它可能起源于這些恒星。 “基本的想法(有時被稱為丘陵機制)是一個雙星系統(tǒng)(兩顆恒星相互環(huán)繞)接近一個超大質量黑洞，其中一顆恒星被黑洞捕獲，”祖克解釋說。 “被捕獲的恒星被拉到黑洞的軌道上，另一個恒星則是以高速被扔向向太空——對于一個被擁有幾百萬倍太陽質量的黑洞噴射出的恒星可能達到的速度在 1000 千米/秒以上?！?/p> 還有一種可能性是，幾百萬年前，銀河系中心的一個中間黑洞與人馬座A*合并。它最后階段的動力摩擦可能把一堆恒星踢出了星系中心。 盡管幾乎沒有證據(jù)表明會發(fā)生這樣的事情，但可以通過尋找與S5-HVS1同時噴發(fā)的更多超高速恒星來進行研究。 關于這顆恒星還有更多需要了解的地方。蓋亞數(shù)據(jù)的一個新版本——一個以最高精度和細節(jié)水平繪制銀河系三維地圖的項目——預計將于2021年底發(fā)布。 “對這顆恒星的進一步觀測，特別是下一次蓋亞數(shù)據(jù)的發(fā)布，將使我們能夠更準確地測量這顆恒星的三維位置和速度，從而更好地模擬它的軌道；這將使我們能夠精確地定位出這顆恒星的起源?！?/p> “此外，發(fā)現(xiàn)更多這樣的HVS將為我們了解銀河系中心的情況提供線索，并使我們更好地了解星系的形狀和質量分布?！?/p> 參考資料 1.WJ百科全書 2.天文學名詞 |
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