2005年,天文学家在银河系中发现了一颗与众不同的恒星。在银河系的数十亿颗恒星之中——包括我们的太阳在内——它们大多平均以每小时约80万公里的速度移动。
而这颗恒星呢?它的移动速度是普通恒星的三倍,达到了每小时250万公里。
自那以后,天文学家发现了大约20颗这种高速移动的恒星,并将其称为超高速星。
天文学家一直在寻找这些恒星的起源。
早在1988年的一篇论文中,天文学家就曾预测过超高速星的存在,时间远远早于人们首次观测到此类恒星。这篇论文提出了一种颇受认可的观点,它认为,超高速星最初属于一个与银河系中心超大黑洞十分靠近的双星系统;黑洞俘获了其中一颗恒星,将其拉入一个紧密的轨道,并同时推开另一颗恒星,让它以超高速度被抛射出,在星系中穿梭。
天文学家此前曾在银河系中观测到这个过程——即超新星爆炸导致双星系统崩塌——但它并没有产生这种时速达数百万公里的超高速星。
博贝特称,他的这套起源理论没有那么极端化。“我们不是在谈论银河系中心的黑洞,这种我们星系中最大的天体,也不是在猜想黑洞让恒星以每秒数千公里的速度被抛射出去。”他说,“我们谈论的是一个证据充分的过程,一个保证会发生的过程,只是把它放到了不同的星系当中。”
博贝特表示,该理论有助于解释这些超高速星在宇宙中的位置。在20颗已知的超高速星中,它们大多聚集在两个星座,狮子座和六分仪座。他说,黑洞起源理论“无法解释为什么我们只能在宇宙的某个部分观测到这些恒星,因为如果它们真的起源于银河系中心,就应该朝着各个方向被均匀地抛射出去。”
博贝特是去年4月份想出这套理论的,当时他在阅读一篇研究论文,其中提到大麦哲伦云正以每秒400公里(约每小时140万公里)的速度围绕银河系运转。“经过一番推理,我意识到,如果一颗恒星从这个矮星系中抛射出,那么它的速度将会非常快。”他说。这颗恒星已经凭借超新星爆炸的推力高速移动,而快速移动的矮星系又赋予了它新的动力。博贝特说,这就好比把恒星塞入大炮,然后把大炮架在移动的火车上。
博贝特和同事们使用了“斯隆数字化巡天”的数据,该项目已对数百万个天体进行了观测。他们从中提取了自己所需的数据,比如大麦哲伦云中恒星形成的速率以及双星系统的分布情况,然后把这些信息输入计算机模型,以模拟这片星云在20亿年里的演变情况。通过这种模拟,可以得知有多少双星系统也许会经历超新星爆发、并抛射出速逃星,后者最终有可能进入银河系。
博贝特指出,他的研究预测,银河系中可能存在更多的速逃星,数量也许多达一万颗,它们暂时没有被天文望远镜观测到。这些恒星的移动速度太快,几亿年之后,它们可能会再次逃离银河系,成为另一个星系的组成部分。与自己的“双胞胎星球”一样,超高速星也可能爆炸,而遗留物就是致密的中子星或吞噬物质的黑洞。一些速逃星在进入银河系之后,可能已经变成了中子星或黑洞。
天文学家已经基于黑洞起源假说进行了10年的研究,在这种情况下,博贝特猜测,自己的理论将会受到一些质疑。他希望,欧洲宇航局的“盖亚任务”能提供更多的数据用于研究,该任务将于明年公布首批观测结果。盖亚空间望远镜于2013年发射升空,正在对银河系中大约10亿颗恒星的位置和速度进行监测。
有关超高速星的事实提醒着人们,宇宙中存在着极端现象。“你平日里看到的最快事物通常是一辆汽车,每小时大概行驶70公里。”博贝特说,“但就宇宙事件的尺度和规模来说,那真是太微不足道了。”
翻译:何无鱼
来源:The Atlantic
造就:剧院式的线下演讲平台,发现最有创造力的思想
,