業餘科學家發現第一個拋出銀河系的「流浪恆星」

科學家發現一個運動極快速的小型恆星,一種推測是,它曾經是一對雙星,卻因超新星爆發現拋出去。(圖/Keck Observatory)

由天文學家和業餘天文愛好者組成的研究團隊,發現銀河系當中有一個速度奇快的物體,連銀河系的引力都抓不住它,以至於它可能會逃脫至宇宙深邃的虛無空間。

CNN報導,研究團隊發現,這個物體以大約每秒 600 公里的速度快速移動。相比之下,我們太陽繞銀河系運行的速度爲每秒 200 公里,兩者差距可見一般。

該物體很可能是一顆微弱的紅色恆星,不過也可能是別的星體。如果得到證實,該天體將是第一顆已知的「超高速」極低質量恆星,這篇論文已被《天體物理學雜誌快報》發表。

研究共同作者、聖母大學物理和天文學系博士後研究員-格拉西莫夫(Roman Gerasimov)表示,在銀河系裡,低質量的紅色小恆星(紅矮星)的數量,比大質量恆星要來的多得多,因爲低質量恆星的代謝速度緩慢,極爲長壽,而質量較大的恆星消耗速度快,壽命因此較短。然而低質量恆星亮度暗淡,也就更難被發現與研究 。

1988 年,理論天文學家就提出「超高速恆星」的可能性,並且於 2005 年發現相對速度不尋常的高速恆星,但還不到脫離銀河系引力的地步,因此這一新發現特別令人興奮。

有趣的是,這是一次無意間的發現,是參與「後院世界:第 9 號行星」(Backyard Worlds: Planet 9 ) 計劃的天文愛好者首先查覺這顆恆星,並將其命名爲 CWISE J124909.08+362116.0,簡稱 J1249+36。

這是研究專案的前題是相信在海王星以外,還有第9個巨大行星,此假說有一些理論根據,只是太空過於浩瀚,很難尋到。 「後院世界」參與者利用 NASA 的廣域紅外線巡天探索衛星(WISE)所收集的圖像和數據,尋找那些細微的異常。該任務在 2009 年至 2011 年間用 紅外光繪製了天空地圖。

研究作者表示,幾年前,J1249+36 引起了業餘天文學家在梳理數據時的關注,因爲這顆恆星的移動速度達到了光速的 0.1%。

研究合著者、來自德國紐倫堡的業餘天文學家卡巴特尼克(Martin Kabatnik)在一份聲明中說:「我無法形容興奮的程度。當我第一次看到它移動的速度有多快時,我確信它一定很重要。」

之後,多臺望遠鏡的後續觀測,證實了WISE的數據無誤。

不過,這顆恆星相當暗淡,使其在最初時候難以分類,天文學家質曾經一度猜測它是一顆褐矮星,也就一種發展不完全,介於恆星與巨大氣體行星之間的天體。褐矮星的質量比行星大,但不如恆星那麼大,從事「後院世界」計劃的業餘天文學家已經發現了4,000 多個褐矮星。

最終,位於夏威夷山峰的凱克天文臺(W. M. Keck Observatory)有更接近答案的數據,紅外線階梯光譜儀的資料表明,這顆恆星是一顆 L 亞矮星,一顆質量比太陽低得多、溫度比太陽低得多的恆星。

至於它爲何跑的那麼快,研究人員認爲,有兩種可能,其一是被超新星爆炸所拋出。其二是經過兩個互轉的黑洞,被黑洞的外圍引力拋出。

研究小組表示,這顆恆星很可能原本是一顆白矮星的伴星,白矮星是一顆耗盡資源的死亡恆星的剩餘核心,不過,如果兩顆相似的恆星靠得很近,白矮星就會從其伴星中吸走質量,那些質量累積到一定程度會再次點燃核反應,當白矮星累積太多質量時,它就會坍縮並爆炸成超新星。

科學家表示:「在這種超新星中,白矮星被完全摧毀,而它的伴星被爆炸帶來的一點衝擊力,可能會使它加到極爲誇張的程度。」

另一種可能性是 J1249+36 存在於球狀星團,或是緊密結合的恆星羣中。天文學家預測,這些緊密的星團中心,可能有不同質量的黑洞。要是2個黑洞成爲相互繞旋的成對,它的的引力會變的極爲複雜,可以彈射任何靠得太近的恆星。

研究合著者克雷默(Kyle Kremer)表示:「當一顆恆星遇到雙黑洞時,這種三體相互作用的複雜動力學,可以將該恆星從球狀星團中拋出。」