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宇宙中的“速逃星”,原本穩(wěn)定運(yùn)行在星系內(nèi)部,為何突然叛逃了?

“世界之大,無奇不有”

我們常用這句話來形容地球上稀奇古怪的事,宇宙之大,也無奇不有,除過吞噬萬物的黑洞,擁有極端密度的中子星,宇宙中還有一類有趣的行星:速逃星。

地球日復(fù)一日地圍繞太陽公轉(zhuǎn),太陽又以同樣的方式駐留在銀河系,似乎每顆行星和恒星都有自己的歸宿,擁有自己穩(wěn)定的公轉(zhuǎn)軌道,實(shí)則不然,有一些恒星它們更像叛逆的流浪之子,急于沖出星系的懷抱。

這類恒星往往飛行速度極快,超越了能飛出星系的第四宇宙速度,朝著不可以思議的方向飛奔,對于這類恒星,我們形象的稱它為“速逃星”。

恒星并不是憑空誕生的,它們在遼闊的氣體塵埃云中被孕育,塵埃云是恒星的搖籃,不過搖籃里并只有一個恒星胚胎,往往是許多恒星同時(shí)出現(xiàn),這種特征決定了許多恒星在星系運(yùn)行過程中是互相有聯(lián)系的,關(guān)聯(lián)緊密或松散。

一些關(guān)聯(lián)緊密的恒星集合體被稱為“星協(xié)”,另一些關(guān)聯(lián)較少的則成了人們口中的“疏散星團(tuán)”,其中就會有不少“叛逃”的恒星。

銀河系邊緣有許多游蕩的恒星,通過恒星的運(yùn)動軌跡可以追蹤到,它們很久以前屬于銀河系內(nèi)部。不過隨著它們向邊緣的不斷前進(jìn),在未來的某一天它們就會徹底脫離銀河系,成為太空中的流浪恒星。

原本穩(wěn)定運(yùn)行在星系內(nèi)部的恒星,為何突然“叛逃”了呢?

科學(xué)家對速逃星進(jìn)行了詳細(xì)的觀測,結(jié)果顯示速逃星大部分為恒星死亡后的遺骸:白矮星,這說明恒星出逃時(shí)至少已經(jīng)是暮年了,這就不由得讓人想到超新星爆發(fā)。

銀河系早期形成時(shí)物質(zhì)十分密集,當(dāng)時(shí)的恒星大部分質(zhì)量都很大,恒星以內(nèi)部的核聚變維持自己的存在,一旦氫燃料耗盡,恒星就敲響了死亡的鐘聲,質(zhì)量大的恒星需要消耗更多的氫氣,所以質(zhì)量越大的恒星反而壽命越短。

于是早期的銀河系曾有十分頻繁的超新星爆發(fā)事件,爆發(fā)時(shí)恒星的內(nèi)核會坍縮成為一顆白矮星或中子星甚至黑洞,如果沖擊力足夠大,就會把坍縮后的形成的天體推向其他區(qū)域。

這時(shí)恒星的出逃是因?yàn)樽约旱脑,不過也有可能是其他原因。在一個高密度的星團(tuán)內(nèi),兩顆恒星可能會靠得非常近,當(dāng)近的達(dá)到閾值時(shí),兩顆恒星在引力和離心力的作用下就會交互旋轉(zhuǎn),成為一個雙星系統(tǒng)。

其中質(zhì)量較大的一顆恒星會率先發(fā)生超新星爆炸,產(chǎn)生的沖擊波就會把另一個質(zhì)量較小的恒星給“踢開”,這時(shí)被踢開的恒星就會以極快的速度脫離原有的軌道。

LP 40-365就是一顆著名的速逃星

編號中的LP來自1960年編成的魯坦-帕羅馬自行星表,它還有另一個編號“GD 492”,來自1970年的Giclas天體目錄,2017年,研究人員在分析哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和過境系外行星的數(shù)據(jù)時(shí)注意到了它。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn),LP 40-365在以每小時(shí)320萬公里的速度穿越銀河系,這樣的高速足夠每小時(shí)從地球到月球往返四次,照這樣的速度,它最后將逃離銀河系。

LP 40-365不僅在高速飛行,還會每隔9小時(shí)旋轉(zhuǎn)一次。

恒星自轉(zhuǎn)并不奇怪,比如我們熟知的太陽就會每隔27個地球日圍繞中心軸自轉(zhuǎn)一次,奇怪的是,對于一顆經(jīng)歷了超新星爆炸天體而言,LP 40-365的自轉(zhuǎn)速度有些太慢了。一般來說,速逃星是一顆能量還沒有消耗完的恒星,主要由氫和氦以及碳元素組成,但LP 40-365的主要成分是氧和氖等較重的元素,這些元素只會集中在發(fā)生了超新星爆發(fā)的那顆恒星上。

這就說明了兩種可能

一種是LP 40-365原本屬于一個雙星系統(tǒng),它則是雙星系統(tǒng)中質(zhì)量較小的那個,質(zhì)量較大的恒星率先發(fā)生了超新星爆炸,從而把自身的物質(zhì)沖擊到了LP 40-365上,于是這顆恒星就攜帶了大量較重的元素,另一種可能則更加簡單,LP 40-365自身就是那個發(fā)生了超新星爆炸的恒星內(nèi)核。

不過,假如LP 40-365是雙星中的伴星,那么它身邊的超新星爆發(fā)時(shí),產(chǎn)生的沖擊波足以支撐它高速自轉(zhuǎn),LP 40-365較低的自轉(zhuǎn)速度說明它可能就是已經(jīng)爆發(fā)過了的那顆恒星,因?yàn)樵诎l(fā)生爆炸時(shí),恒星的自轉(zhuǎn)速度會急劇下降。

除過LP 40-365外,還有一些比較著名的速逃星,比如GD 50,它同樣是一顆白矮星,不過它的密度極高,指甲蓋大小的一塊物質(zhì)質(zhì)量就達(dá)到了1200千克,GD 50目前游蕩在波江座,不過它的運(yùn)動方向和速度顯示,它原本來自于昴宿星團(tuán)。

研究速逃星并不是無用的獵奇,通過它們科學(xué)家可以知道曾經(jīng)的超新星發(fā)生了什么,從而讓我們對宇宙深處有更多的了解。

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