你可能不知道,銀河系中有「叛逃者」,數量可達上千萬

2023-11-15     魅力科學君

原標題:你可能不知道,銀河系中有「叛逃者」,數量可達上千萬

在宇宙中的眾多星系中,銀河系應該是我們最熟悉的一個星系了,畢竟我們就生活在這個星系之中。關於銀河系的形狀、結構以及規模,相信大家都有一定的了解,但你可能不知道的是,銀河系中有「叛逃者」,數量可達上千萬,具體怎麼回事呢?這需要從逃逸速度講起。

所謂逃逸速度,是指物體脫離天體或天體系統的引力束縛所需要的最低速度,對於一個處於特定天體或天體系統的引力場中的物體而言,只要它的速度達到或超過該天體或天體系統的逃逸速度,它就可以在無需額外動力的情況下,僅憑自身的慣性脫離該天體或天體系統的引力束縛。

實際上,我們常聽到的「第二宇宙速度」就是指地球的逃逸速度,而「第三宇宙宇宙速度」則是指太陽系的逃逸速度,它們的值分別是11.2公里/秒和16.7公里/秒,值得注意的是,「16.7公里/秒」這個速度是特指地球上的物體,而對於太陽系中其他位置的物體來講,太陽系的逃逸速度又各不相同。

同樣的原理,銀河系也有逃逸速度這個概念,其具體數值也取決物體在銀河系中所在的位置,根據科學家的估算,在我們太陽系所在的位置,銀河系的逃逸速度大約為320公里/秒(註:這個速度是以銀河系作為參照系,不考慮太陽的公轉速度)。

也就是說,對於銀河系中的某個特定的天體來說,只要達到或超過銀河系的逃逸速度,它就具備了飛出銀河系的能力。那麼,銀河系中是否存在這樣的天體呢?答案是肯定的。

從2005年開始,科學家就陸陸續續地發現了一些速度極快的超高速恆星,它們的速度通常都可以達到1000公里/秒以上,有些甚至可以超過2000公里/秒,遠遠超過其所在位置的銀河系逃逸速度,而這也就意味著,如果不出意外的話,它們在未來就會從銀河系中逃離,所以它們也被戲稱為銀河系的「叛逃者」。

近日,一個來自巴塞隆納大學的研究團隊發表論文稱,在追蹤研究了一批光譜類型為O型和Be型的恆星之後,研究人員發現,銀河系的「叛逃者」很可能比之前預計的還要多。

研究人員表示,之所以選擇O型和Be型恆星,是因為它們的質量大、亮度高,更容易被追蹤。此次研究選擇了1752顆候選恆星,在仔細分析了來自蓋亞(Gaia)衛星的大量觀測數據之後,研究人員在其中發現了175個銀河系的「叛逃者」,它們都具備了從銀河系中逃逸的速度。

(註:蓋亞衛星是一顆專門用來測量恆星位置、距離和運動的衛星)

關於這些恆星的超高速度是從何而來,目前認同度較高的有兩種假說,一種被稱為「動力學彈射假說」,簡單來講,該假說認為,在距離足夠近的情況下,多顆恆星之間複雜的引力相互作用,會導致某些恆星被「甩」出去,而被「甩」出的恆星,就可以獲得很快的速度。

另一種則被稱為「超新星假說」,我們可以將其簡單地理解為,在一個雙星或多星系統中,有一顆恆星發生了超新星爆發,它產生的強大輻射壓力以及物質激波,就會使其周圍恆星獲得很快的速度。

研究人員認為,這兩種假說描述的場景在恆星密集的環境中會更常見,而O型和Be型這樣的大質量恆星,通常都會傾向於組成恆星密集的環境,正因為如此,在銀河系中的那些「叛逃者」之中,大質量恆星所占的比例會相對較高,而這也與此次研究的結果相符。

由於我們所能追蹤研究的恆星,其實只占銀河系中眾多恆星中的極小一部分,因此一個合理的推測就是,銀河系中還有大量的「叛逃者」還沒有被我們發現,根據已知的比例來估算,它們的數量可達上千萬,可以想像的是,在遙遠的未來,它們中有很多都會飛出銀河系,從此在茫茫的宇宙空間中孤獨地漂泊。

(參考資料:Galactic runaway O and Be stars found using Gaia DR3, doi.org/10.48550/arXiv.2311.01827)

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-mo/8ef02273f0029b1fbe880f39d50f5736.html