怎麼辦？從銀河系盤中噴射出巨大超失控恆星

密歇根大學研究人員報告表示：一顆快速運動的恆星是由一群年輕恆星從銀河系星盤中噴射出來的。這顆恆星並非像天文學家此前所認為的那樣起源於銀河系中部。密歇根大學文學、科學和藝術學院天文系的研究教授莫妮卡·瓦盧里(Monica Valluri)說：這一發現極大地改變了我們對快速運動恆星起源的看法。事實上，這顆巨大快速移動恆星的軌跡起源於盤狀物，而不是星系中心，這表明，驅逐快速移動恆星所需的極端環境，可以在超大質量黑洞周圍以外的地方出現。產生一顆快速移動的恆星需要大量能量，通常在極端環境中才能發現。

博科園-科學科普：銀河系包含數千億顆恆星，其中大部分都分布在一個叫做星盤的披薩狀結構中。2005年天文學家首次發現了快速運動的恆星，其運動速度是大多數其他恆星的兩倍多——超過每小時100萬英里，或500公里/秒(310英里/秒)，而銀河系其他恆星的平均速度略高於200公里/秒(124英里/秒)。到目前為止，只有不到30顆這種極快運動的恆星(通常被稱為「超高速恆星」)被發現。當雙星（在星系中運動時彼此環繞的一對恆星）經過離黑洞太近的地方時，它會捕獲其中一顆雙星，而另一顆則會被「引力彈弓」拋出。

利用智利麥哲倫望遠鏡以及歐洲航天局(ESA)蓋亞太空任務的數據，科學家重現了一顆巨大的「超失控恆星」的軌跡。軌跡顯示，這顆恆星是從銀河系盤中噴射出來，而不是之前認為的銀河系中心。圖片：Kohei Hattori

為了產生天文學家測量的超高速恆星的速度，黑洞必須非常大。因為有證據表明，在銀河系的中心存在一個超大質量黑洞，許多天文學家認為，大多數超速恆星都是由這個超大質量黑洞噴射出來的。Valluri和密歇根大學博士後研究人員服部Kohei Hattori對追蹤LAMOST-HVS1的軌跡很感興趣。LAMOST-HVS1是一顆巨大的快速移動的恆星，比任何其他超高速恆星都更接近太陽，他們想要確定它是在銀河系的什麼地方被噴射出來，使用智利的麥哲倫望遠鏡來確定這顆恆星的距離和速度。

托里隨後加入了一群國際科學家，他們去年聚集在紐約，參加了一次黑客馬拉松活動，下載、分享和分析來自歐洲航天局(European Space Agency)太空任務蓋亞(Gaia)的數據。利用來自蓋亞和麥哲倫恆星當前位置和流速，天文學家能夠追蹤到它的軌道。令他們驚訝的是，這顆恆星似乎是從恆星盤中噴射出來的，而不是從銀河系的中心。研人員認為這顆恆星來自銀河系中心，但是如果你觀察它的軌跡，就會發現它顯然與銀河系中心無關，必須考慮恆星起源的其他可能性。作者認為，這顆大質量恆星從星盤中噴射出來，可能是該恆星與多顆大質量恆星近距離接觸的結果，或者是星團中存在一個中等質量黑洞的結果。

儘管從星團中以40-100千米/秒(25-62英里/秒)的速度噴射出大型逃逸恆星已經為人所知很長一段時間了，但還沒有人觀察到以極端的噴射速度來解釋lamos - hvs1。包括多質量恆星在內的逃逸恆星理論模型也很少產生如此極端的速度，這表明一種更奇特的可能性：一個中等質量黑洞。該恆星計算路徑起源於諾瑪旋臂的一個位置，該位置與之前已知的大質量星團無關。然而，如果這個假想的星團存在，它可能隱藏在星盤的塵埃後面。如果它被發現，它將提供第一個直接在銀河系恆星盤中發現中等質量黑洞的機會。此外，研究人員說;這顆恆星可能是從恆星盤中的一個巨大星團中噴射出來，這一事實暗示著，許多其他快速運動的恆星也可能從這樣的星團中噴射出來。

銀河系和大麥哲倫雲(一個獨立的小星系，環繞著銀河系)都有一些大型星團，它們可能是快速運動恆星的重要噴射器，這與人們普遍接受的觀點相反，即它們是由與其中一個星系的中心黑洞相互作用而噴射出來。這也將對恆星之間的相互作用以及星團中可能形成的中等質量黑洞帶來新見解。除了Valluri和Hattori，作者包括U-M的Guillaume Mahler；德國波茨坦大學的諾伯托·卡斯特羅和萊布尼茨天體物理研究所；密歇根大學的Ian Roederer和核天體物理聯合研究所——元素演化中心；以及芝加哥大學卡弗里宇宙物理研究所的古爾拉夫·庫拉爾。新研究發現發表在《天體物理學》期刊上。

博科園-科學科普｜研究/來自: 密歇根大學

參考期刊文獻:《天體物理學》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab05c8

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