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宇宙中的“速逃星”,原本穩(wěn)定運行在星系內部,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。

地球日復一日地圍繞太陽公轉,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)定的公轉軌道,實則不然,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出現,這種特征決定了許多恒星在星系運行過程中是互相有聯系的,關聯緊密或松散。

一些關聯緊密的恒星集合體被稱為“星協(xié)”,另一些關聯較少的則成了人們口中的“疏散星團”,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,通過恒星的運動軌跡可以追蹤到,它們很久以前屬于銀河系內部。不過隨著它們向邊緣的不斷前進,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)定運行在星系內部的恒星,為何突然“叛逃”了呢?

科學家對速逃星進行了詳細的觀測,結果顯示速逃星大部分為恒星死亡后的遺。喊装牵@說明恒星出逃時至少已經是暮年了,這就不由得讓人想到超新星爆發(fā)。

銀河系早期形成時物質十分密集,當時的恒星大部分質量都很大,恒星以內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,質量大的恒星需要消耗更多的氫氣,所以質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)時恒星的內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。

這時恒星的出逃是因為自己的原因,不過也有可能是其他原因。在一個高密度的星團內,兩顆恒星可能會靠得非常近,當近的達到閾值時,兩顆恒星在引力和離心力的作用下就會交互旋轉,成為一個雙星系統(tǒng)。

其中質量較大的一顆恒星會率先發(fā)生超新星爆炸,產生的沖擊波就會把另一個質量較小的恒星給“踢開”,這時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鏡和過境系外行星的數據時注意到了它。

科學家發(fā)現,LP 40-365在以每小時320萬公里的速度穿越銀河系,這樣的高速足夠每小時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小時旋轉一次。

恒星自轉并不奇怪,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一次,奇怪的是,對于一顆經歷了超新星爆炸天體而言,LP 40-365的自轉速度有些太慢了。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)中質量較小的那個,質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,產生的沖擊波足以支撐它高速自轉,LP 40-365較低的自轉速度說明它可能就是已經爆發(fā)過了的那顆恒星,因為在發(fā)生爆炸時,恒星的自轉速度會急劇下降。

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質量就達到了1200千克,GD 50目前游蕩在波江座,不過它的運動方向和速度顯示,它原本來自于昴宿星團。

研究速逃星并不是無用的獵奇,通過它們科學家可以知道曾經的超新星發(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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