
中國天文學家發現591顆高速星其中43顆將飛出銀河系
中國科學院國家天文台李蔭碧、羅阿理、陸由俊、趙剛等科研人員利用中國郭守敬望遠鏡和歐洲太空總署蓋亞(Gaia)太空望遠鏡最新發現591顆高速星,其中43顆能夠擺脫銀河系重力束縛,未來將飛出銀河系。
這是自第一顆高速星發現以來,天文學家一次性捕獲高速星最多的研究發現,也將人類此前歷時十五年使用多個望遠鏡發現高速星的總量(五百五十多顆)翻了一番,使目前發現的高速星數量突破一千顆,從而極大擴充了高速星的研究樣本。
中國科學院國家天文台介紹說,在銀河系中,大多數恆星以每秒幾十至上百公里的速度運動,它們雖然比飛機每小時上千公里或人造衛星每秒十公里的速度快得多,但在一類稱作高速星的恆星面前卻黯然失色。高速星像人群中的飛人,是跑得很快甚至能夠逃離銀河系的恆星。雖然高速星在銀河系中的數量非常稀少,但它們能夠幫助人類理解很多銀河系的重要問題,例如銀心黑洞周圍的環境以及銀河系結構等。
早在1988年,美國學者傑克·希爾斯(Jack Gilbert Hills)就預言高速星的存在,歷經十七年漫長等待後,第一顆高速星在2005年發現,此後十五年間,共有五百五十多顆高速星先後報導,它們基本以超過每秒四百公里的速度奔跑,最快可達每秒一千七百公里。
此次,中國天文學家一次性發現591顆高速星,併計算出它們過去若干年的軌道,推測出它們可能的出生地和誕生方式,在此基礎上將它們分為超高速星、超高速逃逸星、逃跑星和快速暈星。相比較而言,超高速星和超高速逃逸星的速度更高,能夠擺脫銀河系束縛,未來將飛出銀河系家園。超高速星誕生於銀心,通過銀心黑洞與恆星的相互作用產生;超高速逃逸星和逃跑星誕生於銀盤,通過恆星之間的相互作用產生;快速暈星則是系外來物,它們是由銀河系與矮星系的潮汐作用產生。
同時,中國科學院國家天文台研究團隊還通過分析這批591顆高速星的化學和運動學性質發現,它們是銀暈裡的高速星,滿足銀暈恆星年齡老、金屬豐度低、軌道橢率和垂直振幅大等特點,它們的金屬豐度分佈特徵還意味著銀河系的恆星暈主要通過並合和瓦解矮星系形成。
此外,這批高速星中少量恆星表現出銀盤恆星的化學性質,卻具有銀暈恆星的運動學性質,它們可能是一類更加特殊的恆星,誕生於銀河系早期的塌縮過程,或誕生於銀盤、核球隨後被運動學加熱。這些少量特殊的高速星,有待後續開展更深入的研究。
【圖:歐洲太空總署;文:節錄自中國科學院國家天文台新聞2020年12月25日新聞公佈;新聞訊息由林景明提供】