盖亚太空望远镜发现55颗逃亡恒星正以80倍音速逃离星团

“对于科学家而言，发现新事物总是令人兴奋的。”

上方插图为大麦哲伦星云中的R136星团，不少恒星正从中逃离。（图源：Danielle Futselaar, James Webb Space Telescope/NIRCam - NASA, ESA, CSA and STScI.）

你有没有想过，恒星也会“离家出走”？天文学家利用欧洲的盖亚太空望远镜，在大麦哲伦星云（LMC）中发现了一个惊人的现象：55颗恒星正以极快的速度从一个密集的年轻星团中逃离。这是科学家首次在一个星团中观测到如此多的“逃亡恒星”。

R136星团，距离地球约15.8万光年，拥有数十万颗恒星，位于大麦哲伦星云中一个巨大的恒星形成区。R136里有一些天文学家迄今为止发现的最大恒星，有些质量甚至是太阳的300倍！这些“逃亡恒星”在过去200万年内分两批被抛射出去，其中一些恒星以超过每小时10万公里的速度逃离家园——这大约是地球上音速的80倍！这些恒星质量巨大，最终可能会以超新星爆炸的形式结束生命，留下黑洞或中子星，就像宇宙中的导弹一样，在距离起源点1000光年的地方爆炸。

这项发现由阿姆斯特丹大学的研究员米切尔·斯图普领导的团队利用盖亚望远镜完成。盖亚望远镜能够精确监测数十亿颗恒星的位置。这一发现将已知的“逃亡恒星”数量增加了10倍！

科学家认为，恒星之所以会从像R136这样的年轻星团中被“驱逐”，是因为星团中拥挤的恒星在形成过程中相互靠近，引力作用导致它们的轨道被扰乱。然而，让研究团队惊讶的是，R136中竟然发生了不止一次大规模的恒星逃离事件，而且第二次事件发生在“最近”（从宇宙尺度来看）。

“第一次事件发生在180万年前，当时星团刚刚形成，恒星在星团形成过程中被抛射出去，”斯图普在一份声明中解释道，“而第二次事件仅发生在20万年前，且具有非常不同的特征。例如，第二次事件中逃离的恒星速度较慢，并且不像第一次那样随机飞散，而是朝着一个特定方向移动。”

上图为哈勃望远镜拍摄到的大麦哲伦星云，R136星团位于右下方。（图源：NASA, ESA, P Crowther (University of Sheffield)）

据推测，这两次事件导致R136在过去几百万年中失去了多达三分之一的大质量恒星。团队成员、阿姆斯特丹大学研究员亚历克斯·德·科特表示：“我们认为第二次恒星逃离事件是由于R136与另一个附近的星团相互作用所致。这个星团直到2012年才被发现。第二次事件可能预示着这两个星团将在不久的将来混合并合并。”

像R136这样的年轻星团抛射出的巨大恒星，亮度可能是太阳的数百万倍，它们的大部分能量以强烈的紫外线形式释放。但这种强大的能量是有代价的：这些大质量恒星会迅速消耗核聚变所需的燃料。这意味着，虽然我们的太阳可以存活约100亿年，但这些大质量恒星的生命可能只有几百万年。太阳最终会以白矮星的形式平静地结束生命，而这些大质量恒星则会以超新星爆炸的形式“轰轰烈烈”地谢幕。

“大明星”正在失去光芒

R136不仅因其大量的大质量恒星而特别，它还是距离地球500万光年范围内最大的恒星诞生区的“明星”星团。团队成员、阿姆斯特丹大学研究员莱克斯·卡佩尔表示：“现在我们已经发现，三分之一的大质量恒星在生命早期就被抛射出它们的诞生区，并且它们的影响超出了这些区域。因此，大质量恒星对星系结构和演化的影响可能比我们之前认为的要大得多。甚至有可能，早期宇宙中形成的‘逃亡恒星’对紫外线引起的宇宙再电离过程做出了重要贡献。”

宇宙再电离是指宇宙演化中的一个关键阶段，发生在宇宙诞生约10亿年时。当时，早期恒星的光在星际物质中形成了电离气体泡，这些电离气泡与早期星系同步增长，通过将电子从氢核中分离出来，重新电离了所有氢。这标志着宇宙从“宇宙黎明”阶段过渡到一个“成熟”的宇宙阶段，为“正常”星系的演化创造了条件。

韦伯望远镜捕捉到大麦哲伦星云中另一个恒星诞生区，但其不如R136星团活跃。（图源：ESA/Webb, NASA & CSA, O. Nayak, M. Meixner）

研究团队的主要目标是测试盖亚望远镜的能力。盖亚是欧洲航天局的一项任务，旨在收集数据以构建银河系的3D地图。大麦哲伦星云为测试提供了一个很好的目标，因为它比盖亚通常研究的银河系内恒星要远得多。

“R136在180万年前刚刚形成，因此‘逃亡恒星’还不可能飞得太远，以至于无法识别它们，”德·科特总结道，“如果你能找到很多这样的恒星，就可以做出可靠的统计结论。这次研究的结果超出了预期，我们对成果感到非常满意。对科学家来说，发现新事物总是令人兴奋的。”

BY:Robert Lea

FY:忙碌的北門

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