哈勃觀測到超高速恒星逃離銀河系每小時50萬千米

　哈勃望遠鏡的圖像顯示超高速恒星HE 0437-5439的位置(圖上用箭頭標出的目標)，它正高速逃離銀河系。

Brown這張圖像描述了一個恒星HE 0437-5439獲得足以逃離銀河系的超高速度的可能途徑。

　　北京時間7月27日消息，據國外媒體報道，哈勃空間望遠鏡的最新觀測顯示一顆超熱藍巨星被徹底的踢出了銀河系。這個恒星在太空中以每小時160萬英里(250萬千米)的速度疾馳，這相當于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了解到它源于何方。

　　天文學家推測這顆恒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蕩的核心區域。但很不幸的是它們犯了一個大錯——它們太靠近銀心了，那里存在一個黑洞。于是在黑洞的強大引力作用下，一顆成員恒星被吞噬，其他兩顆恒星則被高速甩出銀河系。于是這兩顆被拋出的恒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“超高速恒星”形成最符合邏輯的解釋了。這顆超高速恒星的編號是HE 0437-5439，它是迄今探測到運行速度最快的恒星之一。

　　“借助哈勃空間望遠鏡，我們得以首次確認這顆恒星來自何方，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-史密松天體物理臺，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心。這樣被流放的恒星在銀河系的1000億顆恒星中是不多見的，大約每1億顆才會出現一顆超高速恒星。”

　　自從2005年發現首顆超高速恒星以來，天文學家已經發現了16顆這樣的恒星。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于這一理論的首次觀測證實，即超高速恒星起源于星系中心。那么這又告訴了我們什么信息呢?

　　答案是：這些以極高速度運行的恒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。

　　“研究這些恒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，并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。“通過這些恒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。”

　在這張圖像中，藍巨星HE 0437-5439已經被拋出了銀河系。這顆被拋棄的恒星以250萬千米的時速運行，距離銀盤面20萬光年，它將注定流浪于恒星際空間。

　　目前恒星HE 0437-5439已經位于銀河系邊緣區域，高高凌駕于銀道面(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恒星的運行軌跡，結果證明銀心正是它旅途開始的地方。科學家隨后進一步開始計算這顆恒星必須受到多大的甩力才能達到現在這樣的位置上。

　　“這顆恒星正在以一種近乎荒謬的速度運行，幾乎相當于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恒星。“正常情況下任何恒星都不會跑這么快，一定是發生了什么不尋常的事情。”

　　但情況也許更加復雜。根據它目前的速度和所處的位置，恒星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。這遠遠小于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。

　　關于恒星獲得逃逸速度并逃離銀河的理論最早提出于1988年。該理論預測位于銀河中心的黑洞大約每10萬年將拋射一顆恒星。

　　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恒星。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恒星。

　　這顆恒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。當這對恒星高速逃離時，它們仍然進行著常規的恒星演化進程。

　　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。于是這兩顆恒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，然后繼續流浪。“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，而且大多數位于多星系統之中。”布朗說。這可真是個神秘的藍色流浪者。

　　這種流浪恒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恒星的年齡問題。要么這樣的恒星本身是不受常規的恒星演化規律制約的，因而不能用經典的恒星年齡規律去進行計算;要么它們并非來自銀河系，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。他們將這些流浪恒星和大麥哲倫星系中恒星的化學組成特征進行對比，結果顯示了完美的對應。另外，這顆恒星的位置也非常靠近大麥哲倫星系，距離僅有65000光年。

　　借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恒星進行相隔3.5年的重復觀測。來自巴爾的摩空間望遠鏡研究所的小組成員杰·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恒星目標與11顆遙遠的背景恒星的相對位置，這樣就有了一個參照系，用以判斷這顆運動中恒星的位置。

　　安德森接著又找到2006年和2009年拍攝的該恒星的圖像，通過這些數據來計算它的相對背景恒星的運動速度。結果是，在此期間這顆恒星相對背景恒星的移動距離是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顆流浪恒星的來源地，它們都位于銀河系的邊緣。

　　“我們正在努力尋找像HE 0437-5439這樣的B型星(一般恒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顆此類恒星中，他發現了其中的14顆。“這種恒星壽命不長，它們應當是等不到抵達銀河邊緣的。銀河外緣的恒星密度遠低于銀河中心，因此它們如果存在在那里的話，我們可以更容易的發現它們。”

　　關于這一研究的論文已經發表于7月20日的《天體物理學快報》(The Astrophysical Journal Letters，APL)上。