数千光年之外,在银河系的边缘,天文学家发现了一些前所未见的东西——双星(两颗恒星围绕一个共同的质心运行)移动速度如此之快,其时钟速度几乎可以与我们银河系的逃逸速度相媲美。
这意味着什么? 一定有什么东西帮助这个恒星系统聚集了如此令人难以置信的动力,到目前为止,我们对超高速恒星的最好解释是它们是由潜伏在星系中心的超大质量黑洞推动的。 但事情是这样的:这颗双星距离超大质量黑洞还很远。
这颗双星名为 PB3877,距地球约 18,000 光年,并不是我们在银河系中发现的第一颗超高速恒星。 迄今为止,天文学家已经发现了 20 多颗超高速恒星,它们似乎一心想要将其能量从我们的宇宙邻居中清除。
US 708 就是这样一颗超高速恒星,2005年得到证实以大约每秒 745 英里(即每秒 1,198 公里,或每小时 270 万英里)的速度飞驰穿过银河系 - 速度足以逃脱银河系的引力。
“按照这个速度,你可以在 5 分钟内从地球到达月球。”一位发现 US 708 的研究人员说道,来自夏威夷大学的尤金·马尼尔。 US 708预计将在大约2500万年后离开银河系。
但到目前为止我们发现的所有其他超高速恒星都是单星。 这是天文学家第一次发现达到超高速的双星系统。
“我们从 2005 年开始研究超高速恒星,那一年发现了前三颗恒星,”这一发现背后的一位研究人员说,乌尔里希·赫伯(Ulrich Heber),来自德国弗里德里希·亚历山大大学。 “与此同时,已经发现了大约两打,但它们都是单身,没有一个在其光谱中可以直接看到同伴。”
PB3877 正在银河系边缘快速移动,这一事实是它与天文学家发现的其他任何东西不同的另一件事。 我们所知道的所有其他超高速恒星都相对靠近银河系中心的超大质量黑洞,物理学家普遍认为这就是它们令人难以置信的加速度的解释。
现在我们有一些东西使这个假设受到严重质疑。
2011年,研究人员首次利用斯隆数字巡天(SDSS)数据发现了PB3877,但当时,他们认为它是一颗单星。 现在,借助夏威夷 10 米凯克 II 望远镜和智利 8.2 米甚大望远镜 (VLT) 的新观测,德国团队能够确认它既是一颗超高速恒星,又是一颗超高速恒星。一个二进制系统。
它似乎由一个超热的恒星的温度比太阳高五倍多,而伴星的温度比太阳低 1000 度。
“当我们查看新数据时,令我们惊讶的是,我们发现微弱的吸收线不可能来自炽热的恒星,”天文学家说托马斯·库普弗来自加州理工学院。 “冷伴星,就像热主星一样,表现出很高的径向速度。因此,这两颗恒星形成了一个双星系统,这是第一个超高速宽双星候选者。”
他们还设法绘制出它的路径,以确定它不可能起源于银河系中心。 这意味着它不可能被超大质量黑洞加速。
“根据我们的计算,我们可以排除银河系中心作为起源地,因为它的轨迹从未接近过它,”团队成员 Eva Ziegerer 说道。 “已经提出了其他喷射机制,例如恒星碰撞和超新星爆炸,但所有这些都会导致宽双星的破坏。”
相反,该团队假设,要么是大量的暗物质像一种“光环”一样围绕着恒星,以使其在银河系边缘以如此令人难以置信的速度保持稳定,要么PB3877可能是一个星际“入侵者”,在渗透到我们的星系之前在邻近星系中形成。 目前尚不清楚它最终是否会到达银河系之外。
“我们使用不同的质量模型来计算恒星实际上仍与星系结合的概率。只有最大质量的星系模型才是这种情况,”一位研究人员说,来自德国卡尔·雷迈斯博士天文台的安德烈亚斯·伊尔冈 (Andreas Irrgang)。 “这使得 PB3877 成为探测暗物质晕模型的绝佳目标。”
研究结果发表在天体物理学期刊通讯,据该团队称,这个二元系统的存在就给公认的模型和我们目前的理解带来了压力在银河系中。有人告诉史蒂芬·霍金让他的航天器飞到那里让我们更好地观察。