一颗新发现的恒星移动速度足以逃离银河系

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美国有线电视新闻网
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新的研究发现，在公民科学家的帮助下发现的一个物体在银河系中移动得如此之快，以至于它可能逃脱了银河系的引力并到达了星际空间。

这个物体很可能是一颗微弱的红色恒星，它以每小时 130 万英里（每秒 600 公里）的速度行驶。相比之下，太阳绕银河系运行的速度为每小时 450,000 英里（每秒 200 公里）。

一个由天文学家和公民科学家组成的团队表示，如果得到证实，该天体将是第一颗已知的低质量、高速恒星，该团队的研究已被接受发表在 天体物理学期刊通讯。

该研究的合著者、圣母大学物理与天文学系博士后罗曼·格拉西莫夫表示，低质量恒星的数量比大质量恒星的数量要多得多，因为恒星的形成有利于低质量天体，而质量较大的恒星寿命较短。但低质量恒星更难被发现，因为它们温度较低且亮度较低。

高速恒星，第一 它的存在于 1988 年被假定 他说，这些化石于2005年发现，已经极为罕见，这使得这一新发现“特别令人兴奋”。

志愿者参与了一个名为“ 后院世界：第九行星 这颗恒星首次被发现，命名为CWISE J124909.08+362116.0，简称J1249+36。参与该项目的研究人员寻求在海王星之外的“太阳系后院”寻找未被发现的物体或一个名为“第九行星”的大型虚拟世界存在的证据。

后院世界参与者在 NASA 广域红外巡天探索者任务收集的图像和数据中寻找模式和异常，该任务使用红外光绘制了 2009 年至 2011 年间的天空图。（航天局已将该任务重新指定为近地天体）广域红外巡天探测器于 2013 年观测近地小行星和彗星，随后于 8 月 8 日完全关闭。

该研究的作者表示，几年前，公民科学家在查看数据时，J1249+36 恒星引人注目，因为这颗恒星的移动速度约为光速的 0.1%。

“我无法描述兴奋的程度。当我第一次看到它移动的速度时，我确信它一定已经被报道过，”研究合著者、来自德国纽伦堡的公民科学家马丁·卡巴特尼克在一份声明中说。 。

随后通过多台望远镜进行的观察有助于聚焦该物体并证实了这一发现。

该研究的主要作者、加州大学圣地亚哥分校天文学和天体物理学教授 Adam Burgasser 表示：“这就是源头变得非常有趣的地方，因为它的速度和轨迹表明它的移动速度足以逃离银河系。”在一份声明中。

最初，这颗恒星的低质量使其难以分类，导致天文学家怀疑它是一颗低质量恒星还是一颗褐矮星，一种不完全是恒星或行星的天体。

褐矮星比行星大，但不如恒星大，从事后院世界项目的公民科学家已经发现了 4,000 多个褐矮星。

但这些褐​​矮星都没有沿着一条能够将它们带出银河系的路径加速…… “失控”超高速恒星 在过去的二十年里，天文学家已经观测到了它。

天文学家使用地面望远镜观测了 J1249+36，其中包括夏威夷莫纳克亚火山的 WM 凯克天文台和夏威夷大学天文学研究所位于毛伊岛哈雷阿卡拉火山的 Pan-STARRS 望远镜。

来自凯克天文台近红外光谱仪的数据表明，这颗恒星是一颗L级亚矮星，或者说是一颗质量比太阳低得多、温度比太阳低得多的恒星。冷亚矮星是银河系中最古老的恒星。

望远镜数据表明，与其他恒星或褐矮星相比，这颗潜在恒星的铁等金属浓度较低。

通过结合多个望远镜的数据，天文学家确定了恒星在太空中的位置和速度，使他们能够预测它会在某个时刻从银河系中出现。

但关于这个存在的真实本质仍然存在疑问。

格拉西莫夫说：“我计算了这个物体的质量，通过将其观测到的特性与恒星演化的计算机模拟进行比较，发现它大约相当于太阳质量的 8%，这使得这个物体达到了恒星所允许的最小质量。” “从这一点来看，这意味着该物体不是恒星，而是褐矮星。”

该研究的作者表示，发现有关该天体的更多细节可能有助于天文学家确定它是否代表了更广泛的一组经历过极端加速的高速、低质量天体。

了解他的确切性质也可能有助于他们确定他何时离开银河系。此前，天文学家在银河系中心发现了一个超大质量黑洞，向一颗恒星发出了迅速的一击，这颗恒星将在大约一亿年后永远离开银河系。

研究人员认为，有两种可能的情况可以使 J1249+36 走上快车道。

研究小组表示，这颗恒星很可能是一颗白矮星的伴星，白矮星是一颗死亡恒星的剩余核心，它排出了充当其核燃料的气体。在这些恒星对中，如果两颗恒星靠得很近，白矮星会将质量从其伴星中拉开，并产生称为新星的爆炸。当白矮星积累太多质量时，它会坍缩并爆炸成超新星。

布尔加瑟说：“在这种类型的超新星中，白矮星被完全摧毁，因此它的伴星被释放并以与最初移动相同的轨道速度飞走，再加上超新星爆炸带来的一点冲击力。” “我们的计算表明，这种情况是可行的，但是，白矮星已经不存在了，而且可能发生在几百万年前的爆炸残留物已经消散，因此我们没有确凿的证据表明这就是它的起源。”

另一种可能性是 J1249+36 位于球状星团或一组紧密球形的恒星中。天文学家预计这些星团的中心存在不同质量的黑洞。黑洞可以形成双星对，可以喷射任何离它们太近的恒星。

“当一颗恒星遇到双黑洞时，这种三重相互作用的复杂动力学可以将这颗恒星从球状星团中剔除，”加州大学圣地亚哥分校天文学和天体物理学系助理教授、研究合著者凯尔·克莱默（Kyle Kramer）说道。声明中表示。

克莱默进行了模拟，发现三个物体之间的相互作用可以将低质量矮星从星团中撞出，并使其走上类似于 J1249+36 的路径。

“它证明了这个概念，但我们实际上并不知道这颗恒星属于哪个球状星团，”克莱默说。

格拉西莫夫感兴趣的是这个物体是从球状星团中喷射出来的，因为这些星团中含有年龄超过 130 亿年的恒星。

“球状星团中恒星质量的化学成分和分布反映了我们星系形成和演化的第一步。然而，我们对球状星团的了解几乎全部来自对其较高质量成员的研究，因为低质量恒星和棕色恒星矮星很难观察，”他说。

詹姆斯·韦伯太空望远镜最近让天文学家识别出了球状星团中的第一颗褐矮星，它们的质量与该物体相似。但迄今为止的例子太少，无法达成更广泛的理解。

“然而，如果这颗超高速恒星确实是球状星团的前成员，那么它的存在将为研究低质量星团的成员开辟一种新方法，即寻找那些已被喷射并高速穿过球状星团的恒星。太阳的邻居，”格拉西莫夫说。 “既然我们能够找到一个例子，那么未来很可能还会发现更多的例子。”

研究人员表示，沿着相反方向追踪 J1249+36 迄今为止所走的路径可能会发现夜空中拥挤的部分，那里有未被发现的星团等待被发现。

现在，科学家希望从这颗恒星的元素组成中了解更多线索，这可能有助于解释它如何最终走上远离银河系的道路。

当白矮星爆炸时，它们会产生重元素，这些重元素可以在 J1249+36 周围找到。同样，整个银河系球状星团中的恒星也具有独特的元素模式，可以作为其起源的身份证。

格拉西莫夫说：“我们基本上是在寻找一种化学特征，可以识别这颗恒星属于哪个系统。”