12月26日，記者從中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)獲悉，該臺(tái)研究人員在大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)和蓋亞望遠(yuǎn)鏡(Gaia)數(shù)據(jù)中新發(fā)現(xiàn)591顆高速星，其中43顆或能擺脫銀河系引力束縛，未來(lái)將飛出我們的銀河系。這是自第一顆高速星發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一次性發(fā)現(xiàn)高速星最多的研究工作，將人類(lèi)歷時(shí)15年使用多個(gè)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的高速星總量(550余顆)翻了一倍，使目前發(fā)現(xiàn)的高速星數(shù)量突破1000顆，極大地?cái)U(kuò)充了高速星樣本。相關(guān)研究成果在線(xiàn)發(fā)表于《天體物理學(xué)報(bào)增刊》。
銀河系中，大多數(shù)恒星以每秒幾十至上百千米的速度運(yùn)動(dòng)，它們雖然比飛機(jī)每小時(shí)1000千米或人造衛(wèi)星每秒10千米的速度快得多，但是在一類(lèi)被稱(chēng)作高速星的恒星面前卻黯然失色。
高速星是“跑”得很快，甚至能夠“逃離”銀河系的恒星，它們像田徑賽場(chǎng)上的“飛人”博爾特，是恒星中名副其實(shí)的“運(yùn)動(dòng)健將”。高速星在銀河系中的數(shù)量非常稀少，但它們能夠幫助人類(lèi)理解很多銀河系的重要問(wèn)題，例如銀心黑洞周?chē)沫h(huán)境以及銀河系結(jié)構(gòu)等。
早在1988年，美國(guó)學(xué)者希爾斯就預(yù)言了高速星的存在，歷經(jīng)17年漫長(zhǎng)等待，2005年，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了第一顆高速星。此后15年間，共有550多顆高速星先后被發(fā)現(xiàn)，它們基本上以超過(guò)每秒400千米的速度“奔跑”，最快甚至達(dá)到每秒1700千米。
在此次研究中，研究人員計(jì)算了591顆高速星過(guò)去若干年的運(yùn)行軌道，推測(cè)出它們可能的出生地和誕生方式，并基于此把它們分為超高速星、超高速逃逸星、逃跑星和快速暈星。相較而言，超高速星和超高速逃逸星的速度更高，能夠擺脫銀河系的引力束縛，未來(lái)將飛出我們的家園。超高速星誕生于銀河系中心，因銀心黑洞與恒星的相互作用產(chǎn)生。超高速逃逸星和逃跑星誕生于銀盤(pán)，因恒星之間的相互作用產(chǎn)生。快速暈星則是個(gè)“系外”來(lái)物，它們是因銀河系與矮星系的潮汐作用產(chǎn)生的。
研究團(tuán)隊(duì)還分析了這批高速星的化學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)它們是銀暈里的高速星，滿(mǎn)足銀暈恒星年齡老、金屬豐度低、軌道橢率和垂直振幅大等特點(diǎn)。此外，它們的金屬豐度分布特征意味著銀河系的恒星暈主要通過(guò)并合和瓦解矮星系形成。
這批高速星中，少量恒星表現(xiàn)出銀盤(pán)恒星的化學(xué)性質(zhì)，卻具有銀暈恒星的運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)，它們可能是一類(lèi)更加特殊的恒星，誕生于銀河系早期的塌縮過(guò)程，或誕生于銀盤(pán)、核球被運(yùn)動(dòng)學(xué)加熱的過(guò)程。這些少量特殊的高速星，有待后續(xù)開(kāi)展更深入的研究。
此次，研究人員充分發(fā)揮LAMOST和Gaia各自?xún)?yōu)勢(shì)，在高速星搜尋方面取得令人矚目的成果。未來(lái)多個(gè)大規(guī)模巡天項(xiàng)目強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合必將成為新的趨勢(shì)，這將為高速星等銀河系特殊天體的搜尋帶來(lái)前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
