天文学家发现数十颗大质量恒星逃离银河系

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这幅图显示了一颗恒星爆炸成为超新星，并使它的双星伴星受到爆炸的强力作用。如果条件合适，双星伴星可以作为一颗失控的恒星被逐出星系。鸣谢:美国航天局、欧空局、利亚·胡斯塔克(STScI)

（）据今日宇宙（埃文·高夫）：银河系不可能抓住所有的恒星。他们中的一些被驱逐到星系间空间，在不确定的旅程中度过一生。一组天文学家仔细观察了这些质量最大的失控恒星，看看他们能发现什么，它们是如何被抛出的。

当天文学家观察银河系中的一个恒星区时，他们测量的一件事是速度分布。恒星总数的总体速度分布反映了星系的旋转。当一颗恒星与星系的旋转不协调时，它会引起天文学家的注意。

一组天文学家研究了两个大质量恒星目录，发现一大堆恒星的运动方式与银河系不同。它们是正在离开银河系的失控恒星。

这些新发现发表在一篇名为“利用盖亚DR3发现的星系逃逸O和Be恒星”的论文中它即将发表在《天文学和天体物理学》杂志上，主要作者是巴塞罗那大学宇宙科学研究所量子物理学和天体物理学系的研究生研究员Mar Carretero Castrillo。

卡斯特里洛和她的同事基于两个恒星星表进行工作。它们是银河O星目录(GOSC)和Be星光谱(BeSS)。它们都是不同类型的大质量恒星的目录:O型恒星和Be型恒星，以及它们的子类型。

研究人员还使用了欧空局强大的测星航天器盖亚的数据。它利用天体测量来测量十亿颗恒星的位置、距离和运动。盖亚的使命是通过提供其他研究人员可以在自己的研究中使用的准确、可靠的数据来改变天文学。本文基于Gaia数据和两个目录中的数据的组合。

没有人知道有多少颗失控的恒星正在离开我们的星系，但是天文学家不断发现更多的恒星。有人估计有1000万颗恒星逃离银河系，但我们并不确定。这可能取决于驱使它们离开的机制，而这是天体物理学家并不完全了解的。



这是蛇夫座ζ星，斯皮策观测到的一颗失控恒星。这颗恒星在穿越星际尘埃云时会产生弓形激波。一项新的研究在银河系中发现了几十颗新的失控恒星。鸣谢:美国宇航局/JPL加州理工学院

这项研究旨在通过专门观察大质量恒星来揭示失控恒星现象。

“相当一部分大质量恒星是失控恒星。这些恒星相对于它们的环境以显著的特殊速度运动，”作者解释道。他们开始通过检查盖亚数据来发现和描述这两个目录中失控的大质量和早期类型恒星。

“大质量早期型OB星是银河系中最明亮的恒星，”他们解释道。OB星不仅巨大而年轻，而且非常热。他们彼此组成松散的团体，称为OB协会。因为他们年轻又火辣，所以他们撑不了多久。它们在天文学中很重要，因为它们质量大，能量大，而且其中许多会爆炸成为超新星。这也是为什么会有专门针对他们的目录。

研究小组将Gaia的数据与GOSC和BeSS的目录进行了交叉引用，得出了417颗O型恒星和1335颗Be型恒星分别出现在Gaia和目录中。其中，他们发现了106颗O型逃逸恒星，占GOSC星表中恒星的25.4 %。其中42种是新发现的。

他们发现了69颗Be逃逸恒星，占Be型恒星目录中恒星的5.2%。其中47种是新发现的。总的来说，O型星比Be型星移动得快。

为什么大质量恒星占逃逸恒星的比例这么高？有两种相互竞争的理论试图解释失控恒星，并且都涉及大质量恒星。一个是动态喷射方案(DES)，另一个是双星超新星方案(BSS)。

OB星通常成对形成。在BSS中，一颗恒星爆炸成为超新星，爆炸会踢飞另一颗恒星。如果情况正确，幸存的恒星在正确的方向上被给予足够的能量，它可以逃离与它的伙伴的束缚，现在的伙伴是中子星或黑洞。它也能逃脱银河系的引力。如果发生这种情况，它就开始了进入星系际空间的漫长旅程。



这张JWST影像显示的是狼蛛星云，其中心是年轻的星团R136。R136包含许多已知的最大质量的恒星。这个充满大质量年轻恒星的致密区域是能够导致动态喷射的环境类型。鸣谢:美国宇航局，欧空局，加空局，STScI，韦伯ERO制作团队

在DES中，没有剧烈的超新星爆炸。相反，在一个紧凑、密集的区域中的恒星会经历与其他恒星的引力相互作用。双星和单星之间的相遇会产生逃逸，两个双星对之间的相遇也是如此。O型和B型恒星倾向于形成的OB关联是能够触发逃逸恒星的致密环境类型。由于这些恒星中的大多数都是大质量的，所以大多数的逃逸恒星也是大质量的。

几十年来，科学家们一直对这两种情况感到疑惑，并就它们展开了辩论。这两种情况都能产生速度足以逃离星系的恒星。在研究他们的175颗失控恒星样本时，研究人员发现他们的数据更倾向于一种解释。

他们写道:“与Be型逃逸者相比，O型逃逸者具有更高的百分比和更高的速度，这强调了动态喷射情景比双星超新星情景更有可能发生。”

失控恒星所代表的光谱类型的百分比有助于解释他们的结论。样本中25%的O型星是逃逸星，而Be型星只有5%。其他研究得出了不同的数字，但正如作者指出的那样，“在某种意义上，逃跑的O星的百分比明显高于B星或Be星。”

先前的研究表明，O型逃逸恒星比B型和Be型恒星具有更高的速度。先前的研究还表明，动态喷射通常会导致比双星超新星场景更快、更大规模的逃逸。“GOSC-Gaia DR3恒星的速度通常比BeSS-Gaia DR3恒星的速度高，”作者解释说，这与之前的研究一致。

“这加强了DES方案相对于BSS方案的优势，”他们总结道。