银河系移动最快的恒星可能是另一星系的入侵者

快速移动的白矮星可能是两个白矮星合并前发生的超新星爆炸的“幸存者”。

资料来源:大卫·阿吉拉尔/终审法院

沈肯太兴奋了，在闹钟响之前就醒了。4月25日中午左右，在欧洲，欧空局盖亚卫星背后的合作小组发布了一组包含13亿颗恒星运动信息的数据。此时，加州大学伯克利分校的天体物理学家沈已经是凌晨3点了。他想过滤数据集，找到天空中移动最快的恒星。天文学家一直称赞它是一种“取证工具”:当重新解释时，他们的轨迹指向导致它的暴力事件。沈知道他的队伍必须迅速行动以击败竞争对手。

他的热情得到了回报。该团队最近报告称，他们发现了三个白矮星，它们是垂死的类日恒星的余烬，正以每秒数千公里的速度穿过银河系。它们可能是被超新星爆炸抛出去的。其他团队也立即采取了行动。一个团队报道了几十颗快速移动的恒星，其中一些显然是被银河系中心的黑洞踢出去的。另一个团队证实，一颗在银河系外发光的恒星实际上来自另一个星系——大麦哲伦星云(LMC)。哈佛大学的天文学家詹姆斯·纪尧臣说，大量的发现使得天文学家竞相使用望远镜来验证和分类这些敏捷的物体。"很难知道首先应该研究哪些恒星。"

天文学家通过观察恒星光的多普勒频移，可以很容易地获得恒星向地球移动或远离地球的速度。然而，测量天空中的横向运动是一个缓慢而困难的过程，直到2013年，盖亚卫星成功发射，并测量到恒星表面位置的微小变化。横向运动对于理解恒星的真实速度和方向非常重要。最新发布的数据提供了13亿颗恒星的横向运动和700万颗最亮恒星的径向速度的测量结果。

沈希望快速移动的恒星能够帮助检验关于Ia型超新星(白矮星爆炸的产物)的特定理论。当白矮星从它的伴星吸收物质，直到它变得足够重，足以融合核心的碳核时，就会引发热核爆炸。但是伴星的身份一直不确定。在一个场景中，白矮星从普通恒星“窃取”物质。在沈最喜欢的场景中，两个白矮星将一起旋转并在合并前加速。其中一个获得了足够的爆炸物质，另一个像奥运会上的锤子一样被释放到太空。

为了找到这些“幸存者”，沈的团队仔细分析了盖亚卫星对具有最高横向运动的恒星的调查结果。然后，他们用加利福尼亚、加那利群岛和南非的地面望远镜检查候选恒星，对恒星类型进行分类，并获得它们丢失的径向速度。在24小时内，沈的团队发现了三个白矮星，可能正好符合要求。一个以每秒2400公里的速度移动。这使它成为银河系中移动最快的物体之一。最近，研究人员在预印的图书馆arXiv上发表的一篇文章中报道了这些发现。

该团队还“改写”了10万年前的恒星。其中一个可以追溯到附近的超新星残骸——先前爆炸的碎片云，从而加深了两者之间的联系。"从观察来看，这是一个非常好的结果."俄亥俄州立大学的天体物理学家克里斯·斯坦内克说。但是，他认为，理论家仍然需要更多的时间来考虑沈的设想。

由荷兰莱顿大学研究员托马索·马切蒂领导的另一个小组，也分析了盖亚卫星数据，寻找与另一次星系暴力一致的快速移动的恒星。4月27日，他们在arXiv上报道了28颗这样的恒星的发现，其中一些正在远离隐藏着巨大黑洞的星系中心加速。理论上，这种黑洞的强大引力会扰乱靠得太近的双星系统，导致恒星以每秒1000公里的速度飞走。这足以逃脱银河系自身的引力。

然而，马切蒂发现的两颗恒星可以追溯到银河系外的LMC。另一颗名为HVS3的恒星提供了一个更明显的例子。它于2005年被发现，被怀疑靠近LMC。在4月26日发表在arXiv上的一篇文章中，由英国萨里大学的天文学家丹尼斯·埃尔卡领导的团队说，盖亚卫星数据显示HVS3来自LMC核心。它移动得如此之快，以至于它可能会被一个属于LMC的*黑洞踢出去，但之前并没有被探测到。

"这个结论非常重要。"帮助分析盖亚卫星数据的剑桥大学博士生Douglas Boubert说。天文学家知道所有的大星系都有大黑洞，但不清楚有多少像LMC这样的小星系也有大黑洞。寻找更多从LMC喷出的物体将有助于测量黑洞，并可能证实鲍伯特的“驾驶怀疑”理论:银河系中相当多的超高速“恒星”来自一个完全不同的星系。(宗华编译)

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