數千光年之外,在銀河系的邊緣,天文學家發現了一些前所未見的東西——雙星(兩顆恆星圍繞著一個共同的質心運行)移動速度如此之快,其時鐘速度幾乎可以與我們銀河系的逃逸速度相媲美。
這意味著什麼? 一定有什麼東西幫助這個恆星系統聚集瞭如此令人難以置信的動力,到目前為止,我們對超高速恆星的最佳解釋是它們是由潛伏在星系中心的超大質量黑洞推動的。 但事情是這樣的:這顆雙星距離超大質量黑洞還很遠。
這顆雙星名為 PB3877,距離地球約 18,000 光年,並不是我們在銀河系中發現的第一顆超高速恆星。 迄今為止,天文學家已經發現了 20 多顆超高速恆星,它們似乎一心想要將其能量從我們的宇宙鄰居中清除。
US 708 就是這樣一顆超高速恆星,2005年得到證實以大約每秒 745 英里(即每秒 1,198 公里,或每小時 270 萬英里)的速度飛馳穿過銀河系 - 速度足以逃脫銀河系的引力。
「以這個速度,你可以在 5 分鐘內從地球到達月球。”一位發現 US 708 的研究人員說道,來自夏威夷大學的尤金·馬尼爾。 US 708預計將在大約2500萬年後離開銀河系。
但到目前為止我們發現的所有其他超高速恆星都是單星。 這是天文學家第一次發現達到超高速的雙星系統。
「我們從 2005 年開始研究超高速恆星,那一年發現了前三顆恆星,」這項發現背後的一位研究人員說,烏爾里希·赫伯(Ulrich Heber),來自德國弗里德里希·亞歷山大大學。 “與此同時,已經發現了大約兩打,但它們都是單身,沒有一個在其光譜中可以直接看到同伴。”
PB3877 正在銀河系邊緣快速移動,這一事實是它與天文學家發現的其他任何東西不同的另一件事。 我們所知道的所有其他超高速恆星都相對靠近銀河系中心的超大質量黑洞,物理學家普遍認為這就是它們令人難以置信的加速度的解釋。
現在我們有一些東西讓這個假設受到嚴重質疑。
2011年,研究人員首次利用史隆數位巡天(SDSS)資料發現了PB3877,但當時,他們認為它是一顆單星。 現在,借助夏威夷 10 米凱克 II 望遠鏡和智利 8.2 米甚大望遠鏡 (VLT) 的新觀測,德國團隊能夠確認它既是一顆超高速恆星,又是一顆超高速恆星。
它似乎由一個超熱的恆星的溫度比太陽高五倍多,而伴星的溫度比太陽低 1000 度。
“當我們查看新數據時,令我們驚訝的是,我們發現微弱的吸收線不可能來自熾熱的恆星,”天文學家說托馬斯·庫普弗來自加州理工學院。 「冷伴星,就像熱主星一樣,表現出很高的徑向速度。因此,這兩顆恆星形成了一個雙星系統,這是第一個超高速寬雙星候選者。”
他們還設法繪製出它的路徑,以確定它不可能起源於銀河系中心。 這意味著它不可能被超大質量黑洞加速。
“根據我們的計算,我們可以排除銀河系中心作為起源地,因為它的軌跡從未接近過它,”團隊成員 Eva Ziegerer 說道。 “已經提出了其他噴射機制,例如恆星碰撞和超新星爆炸,但所有這些都會導致寬雙星的破壞。”
相反,該團隊假設,要么是大量的暗物質像一種「光環」一樣圍繞著恆星,以使其在銀河系邊緣以如此令人難以置信的速度保持穩定,要么PB3877可能是一個星際“入侵者”,在滲透到我們的星系之前在鄰近星系中形成。 目前尚不清楚它最終是否會到達銀河系之外。
「我們使用不同的質量模型來計算恆星實際上仍與星系結合的機率。只有最大質量的星系模型才是這種情況,」一位研究人員說,來自德國卡爾雷邁斯博士天文台的安德烈亞斯·伊爾岡 (Andreas Irrgang)。 “這使得 PB3877 成為探測暗物質暈模型的絕佳目標。”
研究結果發表在天文物理學期刊通訊,據該團隊稱,這個二元系統的存在就為公認的模型和我們目前的理解帶來了壓力在銀河系中。有人告訴史蒂芬霍金讓他的太空船飛到那裡讓我們更好地觀察。