盖亚太空望远镜发现 55 颗“失控”以 80 倍音速偏离星团

天文学家利用盖亚太空望远镜观察到 55 颗大质量恒星以相当于音速 80 倍的速度从大麦哲伦星云中的母星团中喷射出来。

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利用欧洲的盖亚太空望远镜，天文学家发现了 55 颗失控恒星，这些恒星正从大麦哲伦星云（LMC）（我们银河系的卫星星系）中密集的年轻星团中高速喷射出来。这是第一次看到如此多的恒星从一个星团中逃逸。

星团 R136 距离我们约 158,000 光年，是数十万颗恒星的家园，并且位于大麦哲伦星系中一个巨大的恒星形成密集区域。它是天文学家所见过的一些最大恒星的所在地，其中一些的质量是太阳的300倍。

在过去的两百万年里，失控的恒星曾两次爆发。他们中的一些人正以超过 62,000 英里/小时（100,000 公里/小时）的速度逃离家园，大约是地球音速的 80 倍。这些逃逸的物质质量足以在超新星中消亡，留下黑洞或中子星，它们的行为就像宇宙导弹一样，在距离原点1000光年的地方爆炸。

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这一发现是由阿姆斯特丹大学研究员米切尔·斯托普（Mitchel Stoop）领导的天文学家小组利用盖亚（Gaia）做出的，盖亚可以精确监测数十亿颗恒星的位置。这些发现使已知的失控恒星数量增加了十倍。

科学家认为，恒星是从像 R136 这样的年轻星团中流放出来的——R136 的年龄估计不到 200 万年（这可能看起来很古老，但与我们 46 亿年的星团相比太阳系）——当拥挤的恒星新生儿交叉路径并导致轨道受到引力扰乱时。然而，令团队感到惊讶的是，R136 中发生了不止一次重大逃逸事件，而第二次事件是最近发生的（至少从宇宙角度来看）。

“第一幕发生在 180 万年前，当时星团形成，与星团形成过程中恒星的喷射相吻合，”斯托普在一份声明中说道。 “第二集距今只有20万年前，并且具有非常不同的特征。

“例如，第二集中的逃跑明星移动得更慢，并且不会像第一集中那样朝随机方向射出，而是朝首选方向射出。”

据认为，这两件事导致 R136 在过去几百万年里发射了多达三分之一的最大质量恒星。

团队成员、阿姆斯特丹大学研究员 Alex de Koter 在声明中表示：“我们认为第二次射走恒星的现象是由于 R136 与附近另一个 2012 年才发现的星团相互作用所致。” “第二集可能预示着这两个星团将在不久的将来混合并合并。”

像这个年轻星团喷射出的大质量恒星可能比太阳亮数百万倍，它们的大部分能量以强烈的紫外线形式发射。但这种力量是有代价的：像这样的大质量恒星会迅速燃烧核聚变的燃料。

这意味着，虽然我们的太阳将存在大约 100 亿年，但大质量恒星的生命将在数百万年后结束。太阳将在呜咽中结束它的生命，作为一颗被称为白矮星的冷却恒星残骸而消失，但这些巨大的恒星会随着一声巨响而消失，在超新星爆炸中爆发。

首席女星团正在失去其恒星力量

R136 的特殊之处不仅在于其大量的大质量恒星；它是太空中最大的恒星诞生区域的“prima donna”星团，距离地球五百万光年。

“既然我们发现三分之一的大质量恒星在生命早期就被从它们的诞生区域喷射出来，并且它们的影响力超出了这些区域，那么大质量恒星对星系结构和演化的影响可能要大得多比之前想象的要多，”团队成员、阿姆斯特丹大学研究员莱克斯·卡珀在同一份声明中说道。 “甚至有可能，早期宇宙中形成的失控恒星对紫外线引起的所谓宇宙再电离做出了重要贡献。”

宇宙的重新电离是指宇宙演化的一个重要阶段，发生在现在 138 亿岁的宇宙还是一个婴儿（大约 10 亿岁）的时候。此时，来自早期恒星的光在星际物质中产生了电离气体气泡。这些电离气泡与早期星系同步生长，通过将电子与氢原子核分离来重新电离所有氢。这标志着从宇宙黎明时期到“成熟”宇宙阶段的过渡，允许“正常”星系的演化。

该团队研究的主要目的是测试盖亚号的能力，盖亚号是欧洲航天局的一项任务，其任务是收集数据以构建银河系的 3D 地图。 LMC 提供了一个很好的测试，因为它比我们通常在银河系内研究的盖亚恒星要远得多。

德科特总结道：“R136 刚刚形成，距今 180 万年，因此失控的恒星不可能离得太远，以至于无法识别它们。” “如果你能找到很多这样的恒星，你就可以做出可靠的统计报表。结果超出了预期，我们对结果非常满意。发现新的东西对于科学家来说总是令人兴奋的。”

该团队的研究成果于 10 月 9 日发表在《自然》杂志上。

最初发布于Space.com。