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在宇宙中移動的恒星。 |
在爆炸之前,兩顆恒星繞著對方軌道非常高速地旋轉——據計算約為每10分鐘一次。因此,當白矮星一爆炸,就再沒有任何物質可以緊緊抓住US708,於是這顆亞矮星就被迅速拋射出去。這個過程很像兩個手拉手旋轉的滑冰者,一旦一方放手,另一方就飛速旋轉出去。US708是目前觀測到的衝出銀河系速度最快的一顆恒星,不過這個速度已經到達峰值,因為它曾如此靠近其夥伴旋轉,這個速度已經是其力所能及的最高速度了。那麼問題就來了:如果不是通過恒星爆炸,如何能加速恒星的移動速度呢?
哈佛-史密森天體物理中心天體物理學家艾維·李歐伯和詹姆斯·古拉什認為,答案的關鍵可能在於超大質量的黑洞。然而,與其它超高速恒星不同的是,需要兩個黑洞而不止是一個黑洞來進行解釋。如果存在兩個超大質量的黑洞——質量是太陽的數百萬甚至數十億倍——以及一顆恒星,它們的相互作用力就能將一顆恒星踢出,速度為已知任何超高速恒星速度的十倍。
這些高速交會可以相當頻繁地發生於宇宙中。幾乎每個星系,如銀河系的中心都有一個超大質量的黑洞,並且星系與星系之間相互吸引,經常發生碰撞。一旦星系與星系發生碰撞,兩個中央黑洞就會朝對方中心運動,最後融合。撞進來的恒星要麼跌入黑洞,要麼留在星系中被拋到一旁,要麼被完全拋射出去。
在這些被拋射出的恒星中,絕大多數的速度與普通超高速恒星速度相當,僅有百分之一的速度會超過每秒一萬公里,達到每秒十萬公里,或者是光速的三分之一。古拉什表示:“最值得我們關注的是,超過每秒一萬公里的速度,因為的確沒有別的途徑可以令恒星加速到如此高的速度。”
然而,在我們可以觀測到的宇宙中,存在著數萬億這樣超級超高速恒星,移動速度會猛增到光速的百分之十,其中僅有幾千顆可抵達銀河系的鄰近區域。這個數量聽上去挺多,但事實上,它們僅占銀河系中所有恒星的數億分之一,因此很難發現。不過,古拉什稱,還是有可能探測發現這些恒星。下一代天文望遠鏡,如詹姆斯-韋伯太空望遠鏡或者位於智利的大型綜合巡天望遠鏡,就可以部分探測到這些恒星。由於普通超高速恒星的移動速度太慢,移動距離不遠,因此這些超級超高速恒星能夠覆蓋大面積地面。古拉什稱:“這些獨特的恒星基本上是從宇宙的一端穿梭到了另一端。”
銀河系中心的一個黑洞。印度的夜空。
研究這些超級超高速恒星,有利於太空探索。通過關聯恒星的年齡與其移動速度,科學家可以估算出恒星在宇宙中穿行的距離,從而為測量宇宙空間距離提供了一種新思路。這些超級超高速恒星還猶如一盞指路明燈,預示了兩個超大質量黑洞的融合。歐洲航天局電子情報衛星預定於2028年發射,屆時將可探測這些黑洞劇烈碰撞所產生的重力波。
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