中国天文学家发现一颗从球状星团梅西耶15喷出的高速恒星

黄俊琼

J0731+3717和梅西耶15球状星团向后轨道的三维表示。资料来源：Huang et al.，2024。

据美国物理学家组织网（Tomasz Nowakowski）：中国天文学家报告称，在大约4200光年外发现了一颗新的高速恒星。这颗新发现的恒星被命名为J0731+3717，原来是由一个中等质量的黑洞从球状星团梅西耶15中喷出的。这一发现发表在6月3日预打印服务器arXiv上的一篇论文中。

球状星团（GC）是围绕星系运行的紧密结合恒星的集合。天文学家认为它们是研究恒星和星系演化的天然实验室。特别是，球状星团可以帮助研究人员更好地了解早期星系的形成历史和演化，因为GC的起源似乎与强烈的恒星形成时期密切相关。

梅西耶15（也称为NGC 7078或M15）距离地球约35700光年，是一个核心坍塌的GC，半径约88光年，估计质量为560000太阳质量。它是最古老（约125亿年前）和最贫金属的星系GC之一（金属丰度约为-2.25），也是我们银河系中密度最大的GC之一。

已知该星团有一个中等质量黑洞（IMBH），估计质量为1700–3200太阳质量。

由北京中国科学院大学的杨煌领导的天文学家团队最近对可能从球状星团中喷出的高速恒星进行了搜索。因此，通过分析主要来自斯隆数字巡天（SDSS）和欧空局盖亚卫星的数据，他们在梅西耶15号上发现了一个有希望的候选者。

研究人员解释道：“我们报告发现了一颗高速恒星J0731+3717，其向后轨迹约21百万年前在星团潮汐半径内与球状星团M15的轨迹相交。”。

J0731+3717的总速度为418.71公里/秒，质量约为0.69太阳质量，有效温度为6062 K。这颗恒星的年龄估计为130亿年，距离地球约4200光年，金属丰度为-2.23。

研究发现，虽然J0731+3717目前距离梅西耶15号37500光年，但它们的向后轨迹在2100万年前相交，相对速度为548公里/秒，最近距离约为189光年。这个距离小于梅西耶15号的潮汐半径，估计为430光年。

此外，J0731+3717显示出与Messier 15一致的罕见化学指纹，并且具有与团簇相似的金属性和年龄。因此，天文学家得出结论，这颗恒星最初与梅西耶15星有关。

这篇论文的作者假设J0731+3717很可能是从距离梅西耶15号中心1天文单位的地方潮汐喷出的。他们补充说，以如此高的速度喷出需要一个质量至少为100太阳质量的黑洞，这意味着星团的IMBH很可能是造成这种情况的原因。