超高速星

美國和中國的天文學家在新一期美國《天體物理學雜誌通訊》上報告指出，他們利用中國國家天文台觀測站的望遠鏡，發現一顆距地球4萬多光年的超高速星，這也是迄今發現的距地球最近的超高速星，它正以每小時超過170萬公里的速度遠離銀河系中心。 ^[2] 

天文學家認為超高速星可能是雙星系統運行到銀河系中心大質量黑洞附近被潮汐瓦解產生的。理論預言，大約平均每10萬年就會從銀河系中心黑洞附近彈射出一顆超高速星。自第一顆超高速星在2005年被發現後，到目前為止，天文學家已確認了約20顆此類恆星。鄭政等人此次發現的超高速星質量大約是太陽的9倍。距離我們大約4萬多光年，距離銀河系中心大約6萬多光年。不過，它是所有已發現的超高速星中離我們最近的，在亮度上排名第二，用一台小望遠鏡就可以看到它，這非常有利於以後對它進行更為細緻的觀測和研究。 ^[1]  研究第一作者、美國猶他大學助理教授鄭政指出研究這類恆星能夠幫助我們瞭解銀河系中心黑洞附近的情況，還能幫助我們瞭解銀河系暗物質暈的性質和暗物質的分佈。這一新發現可以幫助我們對銀河系在各個尺度上有更深入的瞭解，從中心的巨型黑洞到包圍銀河系的暗物質暈。 ^[2] 

超高速星是速度高到能脱離銀河系引力束縛的一類恆星，它們在未來能飛出銀河系超高速星源自雙星系統（即兩顆恆星在引力作用下相互繞轉）被銀河系中心的超大黑洞的引力強行“拆散”，其中一顆被黑洞“俘獲”，另外一顆則以很高的速度被向外拋開，後者就是超高速星。 ^[2] 

新發現的超高速星大約是太陽質量的9倍，距地球4萬多光年，距離銀河系中心6萬多光年，這是“所有已發現的超高速星中離地球最近的”。它的亮度是太陽的約3400倍，但由於距離太遠用肉眼看不到它。這顆超高速星相對於銀河系中心的移動速度是每秒477公里，即每小時超過170萬公里。如果以這個速度飛行，90秒就能繞地球一圈，不到一刻鐘就能從地球飛到月球。 ^[2] 

儘管大多數超高速恆星看似都源自銀河系中心，但並不是所有的超高速恆星都是如此。事實上，已知最快的超高速恆星US708，向外移動速度為每秒1200公里(每小時四百多萬公里)，其起源就截然不同。在布朗看來，這顆恆星非常詭異。一個科學家小組於2005年發現了US708，當時測量其速度為每秒750公里。直至今年，歐洲南方天文台天文學家史蒂芬-蓋爾帶領研究團隊發現，超高速恆星US708的移動速度遠遠高於2005年測量的這一數據。 ^[3] 

通過對比來自“泛星計劃”巡天的觀測數據與追溯自20世紀50年代的檔案圖像，科學家完成了一項目前“蓋亞”號宇宙飛船正對其它恆星進行的觀測任務：確定恆星US708在天空的運行活動，披露了其速度與軌道。顯然，US708不是源自銀河中心，因此排除了其黑洞起源。

科學家猜想，US708是在一次巨型爆炸中被拋射出來的，第一線索就是US708屬於一種被稱為熱亞矮星的罕見恆星類型。然而在過去，它曾是一顆普通的恆星。根據假設，它是帶有一顆白矮星的雙星系統的一部分。白矮星是一種低光度、高密度、高温度的演化到末期的恆星殘餘物。US708與白矮星處於一個緊湊的軌道，在正常的衰老過程中，US708擴張成為一顆紅巨星，併吞噬了這顆白矮星。與此同時，這顆白矮星繼續繞軌道運行。伴隨着這種運動，US708的外層被刨去，僅剩下炙熱的、燃燒氦的內核，於是US708變成了一顆亞矮星。接下去，這兩個星體繞對方旋轉軸上升，在發射重力波的過程中失去能量——重力波是宇宙時空結構中的漣波。最後，兩個星體更加靠近，亞矮星開始向白矮星拋灑氦。越來越多的氦聚積在一起，點燃核聚變，導致內核爆炸以及白矮星毀滅。蓋爾解釋説：“氦的核聚變比太陽中氫的核聚變更為劇烈，它的發生過程不是緩慢的，而是電光石火般的一瞬間。”

在爆炸之前，兩顆恆星繞着對方軌道非常高速地旋轉——據計算約為每10分鐘一次。因此，當白矮星一爆炸，就再沒有任何物質可以緊緊抓住US708，於是這顆亞矮星就被迅速拋射出去。這個過程很像兩個手拉手旋轉的滑冰者，一旦一方放手，另一方就飛速旋轉出去。US708是目前觀測到的衝出銀河系速度最快的一顆恆星，不過這個速度已經到達峯值，因為它曾如此靠近其夥伴旋轉，這個速度已經是其力所能及的最高速度了。 ^[3]