超高速恆星時速250萬公里逃離銀河系

2010-07-28 20:41

編者註：中國古代有觀天象的官員，密切注視天象的變化，以預測人間將要發生的事情。當今是天體物理學的建立，觀察宇宙中的變化。近十年來，星系的重組，新星的誕生，等天體的巨變層出不窮，不斷的在挑戰著現有的天文理論。其實，如果從中國古人的認識來看今天天文的新發現，都是在昭示人間正在，或將要發生巨變。從這個紛雜的人世間，透過一切現象看本質，就是人類將會有一個新的秩序來維護，新的紀元將在災難中建立。這顆星的逃離，就在告訴人們，在宇宙中發現的現象，實際是在告訴人間的大事正在發生，它是對應的，所謂天象人間。

據美國宇航局（NASA）7月22日報導，哈勃空間望遠鏡的betway体育手机网 觀測顯示一顆超熱藍巨星被豪不客氣地驅逐出了銀河系。這個恆星在太空中以每小時160萬英里(250萬公里)的速度飛馳，這相當於太陽圍繞銀河系中心公轉速度的3倍以上。哈勃觀測顯示它正從銀河中心方向高速向外運動，這在一定程度上讓人們瞭解到它源於何方。

在這張圖像中，藍巨星HE 0437-5439已經被拋出了銀河系。這顆被拋棄的恆星以250萬公里的時速運行，距離銀盤面20萬光年，它將注定流浪於恆星際空間。

天文學家推測，最可能的情況是有一個三星系統，這顆恆星或許是一個三星系統的成員，在大約1億年前，這個三星系統行經銀河系動盪的核心區域。但很不幸的是它們犯了一個大錯——它們太靠近銀心了，那裡存在一個黑洞。於是在黑洞的強大引力作用下，一顆成員恆星被吞噬，其它兩顆恆星則被高速甩出銀河系。於是這兩顆被拋出的恆星逐漸結合在了一起，形成了今天看到的超熱藍巨星。

雖然這聽上去似乎很不可思議，但是使用哈勃空間望遠鏡的科學家稱這可能是這種所謂「超高速恆星」形成最符合邏輯的解釋了。這顆超高速恆星的編號是HE 0437-5439，它是迄今探測到運行速度最快的恆星之一。

「藉助哈勃空間望遠鏡，我們得以首次確認這顆恆星來自何方，因為我們可以追蹤它在空間的運行軌跡，」天文學家沃倫·布朗(Warren Brown)說。他來自哈佛-史密松天體物理所，是做出此項研究的哈勃望遠鏡小組成員，同時也是這篇論文的第一作者。「它的軌跡清楚指向銀河系中心。這樣被驅逐的恆星在銀河系的1000億顆恆星中是不多見的，大約每1億顆才會出現一顆超高速恆星。」

自從2005年發現首顆超高速恆星以來，天文學家已經發現了16顆這樣的恆星。它們中的大多數都被認為來自銀河系中心區域。但此次哈勃的觀測數據是對於這一理論的首次觀測證實，即超高速恆星起源於星系中心。那麼這又告訴了我們什麼信息呢？

答案是：這些以極高速度運行的恆星的軌跡能讓我們推算圍繞我們星系的暗物質的分布情況。

「研究這些恆星可以為我們提供更多有關這個宇宙中那些看不見的物質的信息，並且幫助我們更好理解星系的形成機制，」奧列格·格內丁(Oleg Gnedin)說，他是一位來自密歇根大學的天文學家。「通過這些恆星飛離銀河系的軌跡，我們可以反推出暗物質對其施加的引力作用。」

目前恆星HE 0437-5439已經位於銀河系邊緣區域，高高凌駕於銀道面(銀河系平面)之上，距離銀心大約20萬光年。相比之下，銀河系的直徑也僅有10萬光年。天文學家利用哈勃的數據重建這顆恆星的運行軌跡，結果證明銀心正是它旅途開始的地方。科學家隨後進一步開始計算這顆恆星必須受到多大的甩力才能達到現在這樣的位置上。

「這顆恆星正在以一種近乎荒謬的速度運行，幾乎相當於逃離銀河系引力場所需速度的兩倍，」布朗說，也正是他在2005年發現了第一顆超高速恆星。「正常情況下任何恆星都不會跑這麼快，一定是發生了什麼不尋常的事情。」

但情況也許更加複雜。根據它目前的速度和所處的位置，恆星HE 0437-5439至少應當已經運行了1億年。但是從它的質量(9倍太陽質量)，以及它藍色的顏色判斷，它應當僅僅燃燒了大約2000萬年。這遠遠小於從它的速度和位置推出的時間值。對此，最符合邏輯的推測就是：它曾是一個三星系統中的成員星，在一次過度靠近銀心的錯誤旅途中遇上了銀心附近的巨大黑洞。

關於恆星獲得逃逸速度並逃離銀河的理論最早提出於1988年。該理論預測位於銀河中心的黑洞大約每10萬年將拋射一顆恆星。

這張圖像描述了恆星HE 0437-5439獲得足以逃離銀河系的超高速度的可能途徑。

布朗設想，這個三星系統原本擁有一對互相繞轉的雙星系統，以及一顆圍繞這個雙星系統公轉的第三顆外圍恆星。當這個三星系統遭遇黑洞時，強大的引力強行剝離了最外側的那顆恆星。

這顆恆星遭遇了被吞噬的厄運，但是它的動能被轉移到了那一對雙星系統，使它們獲得了足以逃出銀河系的超高速度。當這對恆星高速逃離時，它們仍然進行著常規的恆星演化進程。

雙星系統中質量較大的那顆演化將較為迅速，它膨脹為紅巨星，吞噬了它的伴星。於是這兩顆恆星的物質連接在了一起，相互融合，最終產生了一顆超級藍巨星，然後繼續流浪。 「可能你會覺得這個藍巨星的故事聽起來不可思議，但是銀河系中確實存在藍巨星，而且大多數位於多星系統之中。」布朗說。這可真是個神秘的藍色流浪者。

這種流浪恆星從一開始發現就一直讓科學家困惑不已。2005年，漢堡/歐洲南方天文臺巡天項目首次發現此類天體。

天文學家已經提出兩種假設來解釋這種恆星的年齡問題。要麼這樣的恆星本身是不受常規的恆星演化規律制約的，因而不能用經典的恆星年齡規律去進行計算；要麼它們並非來自銀河系，而是來自一個近鄰星系——大麥哲倫星系。

2008年，有一個天文學家小組宣稱他們可能已經解決了這個問題。他們將這些流浪恆星和大麥哲倫星系中恆星的化學組成特徵進行對比，結果顯示了完美的對應。另外，這顆恆星的位置也非常靠近大麥哲倫星系，距離僅有65000光年。

藉助哈勃空間望遠鏡強大的「先進巡天相機」(ACS)，天文學家得以對這些捉摸不定的恆星進行相隔3.5年的重複觀測。來自巴爾的摩空間望遠鏡研究所的小組成員傑·安德森(Jay Anderson)開發了一種技術。這種技術可以自動對比所觀測恆星目標與11顆遙遠的背景恆星的相對位置，這樣就有了一個參照系，用以判斷這顆運動中恆星的位置。

安德森接著又找到2006年和2009年拍攝的該恆星的圖像，通過這些數據來計算它的相對背景恆星的運動速度。結果是，在此期間這顆恆星相對背景恆星的移動距離是0.04像素。 「哈勃的觀測精度無與倫比，這項觀測要是在地面上進行，將會非常困難，」安德森說。該小組現在還在努力試圖確定另外4顆流浪恆星的來源地，它們都位於銀河系的邊緣。

「我們正在努力尋找像HE 0437-5439這樣的B型星(一般恆星光譜中只有吸收線，但B型星光譜中還有發射線，因此也稱B型發射星)，」布朗說。在已發現的16顆此類恆星中，他發現了其中的14顆。「這種恆星壽命不長，它們應當是等不到抵達銀河邊緣的。銀河外緣的恆星密度遠低於銀河中心，因此它們如果存在在那裡的話，我們可以更容易發現它們。」

關於這一研究的論文已經發表於7月20日的《天體物理學快報》上。