天文學家發現數十顆大質量恒星逃離銀河系 _恒星

這幅圖顯示了一顆恒星爆炸成為超新星，并使它的雙星伴星受到爆炸的強力作用。如果條件合適，雙星伴星可以作為一顆失控的恒星被逐出星系。鳴謝:美國航天局、歐空局、利亞·胡斯塔克(STScI)
據今日宇宙（埃文·高夫）：銀河系不可能抓住所有的恒星。他們中的一些被驅逐到星系間空間，在不確定的旅程中度過一生。一組天文學家仔細觀察了這些質量最大的失控恒星，看看他們能發現什么，它們是如何被拋出的。
當天文學家觀察銀河系中的一個恒星區時，他們測量的一件事是速度分布。恒星總數的總體速度分布反映了星系的旋轉。當一顆恒星與星系的旋轉不協調時，它會引起天文學家的注意。
一組天文學家研究了兩個大質量恒星目錄，發現一大堆恒星的運動方式與銀河系不同。它們是正在離開銀河系的失控恒星。
這些新發現發表在一篇名為“利用蓋亞DR3發現的星系逃逸O和Be恒星”的論文中它即將發表在《天文學和天體物理學》雜志上，主要作者是巴塞羅那大學宇宙科學研究所量子物理學和天體物理學系的研究生研究員Mar Carretero Castrillo 。
卡斯特里洛和她的同事基于兩個恒星星表進行工作。它們是銀河O星目錄(GOSC)和Be星光譜(BeSS) 。它們都是不同類型的大質量恒星的目錄:O型恒星和Be型恒星，以及它們的子類型。
研究人員還使用了歐空局強大的測星航天器蓋亞的數據。它利用天體測量來測量十億顆恒星的位置、距離和運動。蓋亞的使命是通過提供其他研究人員可以在自己的研究中使用的準確、可靠的數據來改變天文學。本文基于Gaia數據和兩個目錄中的數據的組合。
沒有人知道有多少顆失控的恒星正在離開我們的星系，但是天文學家不斷發現更多的恒星。有人估計有1000萬顆恒星逃離銀河系，但我們并不確定。這可能取決于驅使它們離開的機制，而這是天體物理學家并不完全了解的。

這是蛇夫座ζ星，斯皮策觀測到的一顆失控恒星。這顆恒星在穿越星際塵埃云時會產生弓形激波。一項新的研究在銀河系中發現了幾十顆新的失控恒星。鳴謝:美國宇航局/JPL加州理工學院
這項研究旨在通過專門觀察大質量恒星來揭示失控恒星現象。
“相當一部分大質量恒星是失控恒星。這些恒星相對于它們的環境以顯著的特殊速度運動，”作者解釋道。他們開始通過檢查蓋亞數據來發現和描述這兩個目錄中失控的大質量和早期類型恒星。
“大質量早期型OB星是銀河系中最明亮的恒星，”他們解釋道。OB星不僅巨大而年輕，而且非常熱。他們彼此組成松散的團體，稱為OB協會。因為他們年輕又火辣，所以他們撐不了多久。它們在天文學中很重要，因為它們質量大，能量大，而且其中許多會爆炸成為超新星。這也是為什么會有專門針對他們的目錄。
研究小組將Gaia的數據與GOSC和BeSS的目錄進行了交叉引用，得出了417顆O型恒星和1335顆Be型恒星分別出現在Gaia和目錄中。其中，他們發現了106顆O型逃逸恒星，占GOSC星表中恒星的25.4 % 。其中42種是新發現的。
他們發現了69顆Be逃逸恒星，占Be型恒星目錄中恒星的5.2% 。其中47種是新發現的。總的來說，O型星比Be型星移動得快。
為什么大質量恒星占逃逸恒星的比例這么高？有兩種相互競爭的理論試圖解釋失控恒星，并且都涉及大質量恒星。一個是動態噴射方案(DES)，另一個是雙星超新星方案(BSS) 。
OB星通常成對形成。在BSS中，一顆恒星爆炸成為超新星，爆炸會踢飛另一顆恒星。如果情況正確，幸存的恒星在正確的方向上被給予足夠的能量，它可以逃離與它的伙伴的束縛，現在的伙伴是中子星或黑洞。它也能逃脫銀河系的引力。如果發生這種情況，它就開始了進入星系際空間的漫長旅程。

這張JWST影像顯示的是狼蛛星云，其中心是年輕的星團R136 。R136包含許多已知的最大質量的恒星。這個充滿大質量年輕恒星的致密區域是能夠導致動態噴射的環境類型。鳴謝:美國宇航局，歐空局，加空局，STScI，韋伯ERO制作團隊
在DES中，沒有劇烈的超新星爆炸。相反，在一個緊湊、密集的區域中的恒星會經歷與其他恒星的引力相互作用。雙星和單星之間的相遇會產生逃逸，兩個雙星對之間的相遇也是如此。O型和B型恒星傾向于形成的OB關聯是能夠觸發逃逸恒星的致密環境類型。由于這些恒星中的大多數都是大質量的，所以大多數的逃逸恒星也是大質量的。
幾十年來，科學家們一直對這兩種情況感到疑惑，并就它們展開了辯論。這兩種情況都能產生速度足以逃離星系的恒星。在研究他們的175顆失控恒星樣本時，研究人員發現他們的數據更傾向于一種解釋。
他們寫道:“與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，這強調了動態噴射情景比雙星超新星情景更有可能發生。”
失控恒星所代表的光譜類型的百分比有助于解釋他們的結論。樣本中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數字，但正如作者指出的那樣，“在某種意義上，逃跑的O星的百分比明顯高于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。先前的研究還表明，動態噴射通常會導致比雙星超新星場景更快、更大規模的逃逸。“GOSC-Gaia DR3恒星的速度通常比BeSS-Gaia DR3恒星的速度高，”作者解釋說，這與之前的研究一致。
“這加強了DES方案相對于BSS方案的優勢， ”他們總結道。