一項與流氓恆星有關的新發現可能剛剛為天文學家提供了解決與流氓恆星相關的最奇怪的謎團之一的線索。: 中型的在哪裡?
我們知道,恆星質量黑洞的質量可達太陽質量的 100 倍,而超大質量黑洞的質量則超過太陽質量的 10 萬倍。 在這兩個體重級別之間? 除了偶爾的誘人暗示之外什麼都沒有。
現在我們有了一個新的提示,它涉及我們最喜歡的另一個太空事物:一顆失控的恆星,被踢出銀河系圓盤,沿著通往星系際空間的軌道。
這個物體被稱為 PG 1610+062,當它在 1986 年在銀河暈中被發現時,人們認為它是非常典型的銀河暈恆星:古老、浮腫,質量約為太陽的一半,並且超過氫聚變點。 它的移動速度也相當快——幾乎快到足以逃離銀河系(但不完全是)。
新觀察在2011年透露這位明星一點也不老; 事實上,它還很年輕,仍在融合氫,而且質量比想像的要大得多——是太陽質量的 10 倍。 換句話說,一個B型主序星星。 它是2015年重新分類。
1988 年的模擬描述了一種稱為希爾斯機制的東西,其中涉及超大質量物體的三體交換相互作用雙星可以將一顆恆星踢到超高速。 黑洞捕獲了雙星對中的一個,將另一個拋入太空。
人們認為這是唯一能夠產生超高速主序星的機制,因此PG 1610+062的軌跡被認為是這個過程的結果,其中的黑洞是人馬座A*,即位於中心的超大質量黑洞我們銀河系的。
但隨後蓋亞數據發布了,產生了我們銀河係有史以來最準確的三維地圖。 而這些揭示了PG 1610+062並不是天文學家之前認為的地方,而是更遠的地方。
因此,由德國弗里德里希-亞歷山大大學的安德烈亞斯·伊爾岡(Andreas Irrgang) 領導的國際天文學家團隊決定進行更仔細的觀察,使用WM 凱克天文台的階梯光譜儀和成像儀來嘗試分析這顆恆星的化學成分,並對其旋轉施加限制速度(其自旋)及其徑向速度(它相對於觀察者 - 我們的速度)。
他們的光譜分析顯示 PG 1610+062 含有相當豐富的金屬,證實它確實是一顆年輕的恆星,因為老恆星的金屬豐度較低。
但他們也發現,根據恆星的速度,它的起始位置並不靠近銀河系中心。 他們將其誕生地追溯到船底座-人馬座旋臂,他們相信,它是在那裡以每秒 550 公里左右的速度噴射出來的。
這也很有趣。 因為這意味著它是一個高的-速度星,不是超速度星,其速度超過每秒1,000公里。
一顆超高速恆星以每秒 1,700 公里的速度遠離銀心今年早些時候發現,所以我們知道 Sgr A* 可以提供比每秒 550 公里更強勁的踢力。
但恆星拋射的其他方法—引力交互作用在緊密的星團中,或雙星對中一顆恆星的超新星 - 不夠強大,特別是因為 PG 1610+062 正在逆著星系的自轉運動。
這就是我們回到黑洞之謎的地方。 這顆恆星的速度開啟了它被其中一顆星趕出原來位置的可能性難以捉摸中等質量黑洞。
研究人員在論文中寫道:“原則上,與非常大質量的恆星或中等質量黑洞的近距離接觸提供了一個簡單的解釋。”
“然而,這些強動態相互作用發生的速率並沒有得到很好的限制,因為大規模擾動者的實際數量及其宿主集群中的條件是不確定的。”
這些主序高速失控恆星中只有一小部分是已知的。 這項新研究為尋找更多此類物質提供了令人信服的案例。 找到星星,我們就可能找到那些失蹤的黑洞。 如果我們不這樣做,我們可能會發現其他同樣酷的東西。
該研究發表於天文學與天文物理學。