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将一颗恒星踢出星系很难。
实际上,天文学家所提出的能够给予恒星超过每小时两百万英里的“一脚”的主要机制需要其与星系核心的超大质量黑洞近距离接触。
到目前为止,天文学家找到了16个这样的“超高速”恒星。尽管它们运行的速度快得足够逃脱星系的引力掌握,它们被发现时依然还处在星系内部。
现在,范德堡的天文学家在5月号的《天文学期刊》上报告说他们已经在银河系的外围鉴别出了超过675个恒星,他们认为那些是由星系核心所弹出的超高速恒星。他们基于这些恒星在银河系和附近的仙女座星系直接的星系间太空的位置以及他们特别的红色色彩来选择这些恒星。
“这些恒星非常突出。它们是具有高金属度的红巨星,这让它们具有特别的颜色。”助理教授 Kelly Holley-Bockelmann 说道,他和研究生 Lauren Palladino 一起进行了这项研究。
在天文学和宇宙学中,“金属度”是一个度量恒星中所包含的氢和氦之外的化学元素的比例的量。在这个例子中,高的金属度是一个表示其自内部星系起源的标志:古老的恒星以及来自星系边缘的恒星通常具有较低的金属度。
研究者们通过对归类在 Sloan 数值化天空观测中的数百万恒星进行分析而鉴别出这些候选者。
“我们认为在星系之外肯定有流浪恒星,但是没有人去寻找过它们。因此我们觉得试一试。” Holley-Bockelmann 说道,他正在研究银河系中心的黑洞的行为。
现在,天文学家在许多星系的中心都发现了巨型黑洞的证据。他们估计银河系中心的黑洞相当于400万个太阳的质量。他们计算出环绕这着这样一个超重黑洞的引力场强得足以将恒星加速到超高速。
一个典型的情景包括一对被黑洞抓住的双星。当其中一个恒星螺旋落向黑洞时,它的伴侣则被以极大的速度甩出。
另一个情景则发生于中心黑洞在摄取一个小型黑洞的过程当中。任何冒险靠近那对旋转的(黑洞)的恒星也能获得超高速的一脚。
红巨星处于于像太阳这种小型的黄色恒星演化过程中的晚期。因此,在 Holley-Bockelmann 的流浪星画廊中的恒星在和中心黑洞纠缠时应该还是像太阳这种小型的恒星。当它们向外移动时,它们逐渐变老知道抵达红巨星阶段。即使是以超高速移动,它们也将花费大约一千万年的时间从中心移动到旋臂边缘,这个距离大约是5万光年。
“研究这些流量恒星能够让我们深入了解我们的星系的历史和演化。” Holley-Bockelmann 说。这些研究者的下一步是确定他们的候选者是不是少见的红色棕矮星,而非红巨星。因为棕矮星比红巨星发出的光少得多,它们要看起来一样亮的话,需要(离我们)近得多。
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