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Mar. 06 2015

銀河系最快恆星 高速飛離中

  • 銀河系最快恆星 高速飛離中

    銀河系最快恆星 高速飛離中

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這顆星移動的速度快得驚人,或許還能協助解開一個宇宙之謎。

這段動畫顯示出雙星系統的其中一顆恆星因為另一顆恆星爆炸成超新星,而導致高速旋轉的過程。
NASA, ESA, and P. Ruiz Lapuente (University of Barcelona); Cut and colored by S. Geier

天文學家於《科學》期刊上指出,有一顆恆星正以每小時420萬公里的驚人速度飛離銀河系,是已知移動速度最快的恆星。這類以極快速度移動的恆星稱為「超高速恆星」,它們大多是被銀河系中央黑洞的巨大重力向外拋擲。相較之下,這顆恆星則可能是被一種稱為「Ia超新星」(Type Ia supernova)的爆星所高速拋射出去的;這種爆星是宇宙中威力最強大、也最明亮的能量爆發事件中的一種。然而,沒有人確知la超新星是由何種原因引爆,而這顆稱為US 708的恆星或許能提供重要的線索。

 

為何重要
天文學家很想知道是什麼原因能讓一顆恆星發生如此劇烈的爆炸,發出的光芒連在遙遠的宇宙深處都看得見。理論家認為過程可能始於一顆白矮星,也就是恆星膨脹成紅巨星(我們的太陽在大約50億年後就會成為紅巨星)且外層氣體散去後所留下的核心。

如果有足夠的外在物質落到白矮星上——最有可能來自一般的伴星——白矮星就會達到臨界質量,並且在熱核爆中爆炸成Ia超新星。兩顆白矮星相撞時,也可能會產生Ia超新星。2013年的一項發現則指出了第三種成因。天文學家發現一顆白矮星在距離一顆富氦高溫次矮星非常近的軌道上運行;如果氦氣逸散到白矮星上,很容易就會導致熱核爆。

為了尋找這樣的恆星,歐洲南天天文台(European Southern Observatory)的Stefan Geier與同事把其中一架強大的凱克望遠鏡對準了迅速移動的炙熱白矮星US 708,結果發現它的移動速度快得驚人。他們也計算過US 708的移動路徑,發現如果這顆恆星來自銀河系中心的黑洞,那麼這條路徑的方向顯然是錯的——這意謂US 708可能是來自某顆Ia超新星的爆炸。Geier說還有另一個線索:US 708轉動的速度很快,一顆曾經與伴星有緊密重力拉扯的恆星應該就是如此。

 

整體現況
Ia超新星發出的光,明亮到天文學家會用它們來估算地球和遙遠星系之間的距離,以及計算那些星系離我們遠去的速度。天文學家在1990年代末期時很訝異地發現,這種速度已經改變了。現在宇宙擴張的速度比數十億年前還要快,原因指向一種目前還無法解釋的反重力:暗能量

要認識暗能量,天文學家就需要知道宇宙擴張現象到底有什麼變化,而這要依賴對Ia超新星的全盤了解——包括是什麼原因引爆Ia超新星,以及爆炸又會釋放多少能量。

 

未來發展
有了這些新資訊,Geier和同事又回到了望遠鏡前,尋找更多快速離去的恆星,以及可能會在未來引發爆炸事件的雙星系統。如果他們找到夠多的例子,或許就可以掌握引起這些巨大爆炸的詳細過程。

到了最後,說不定一顆高速移動的恆星能幫助解開天文物理學界最棘手難解的問題之一。

 

撰文:Michael D. Lemonick for National Geographic
編譯:向淑容

Twitter上關注作者Michael D. Lemonick。

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