沒來由逃離銀河系，這顆恆星它到底是為了啥？

速逃星是飛行速度快到足以擺脫銀河系引力束縛的大質量恆星。Roen Kelly

銀河系擁有數千億顆恆星。銀河系中的大部分恆星，都受星系引力束縛，以星係為中心運行。但也有極少數並不是這樣。天文學家目前已經發現了至少幾十顆正在以極高的速度逃離銀河系的恆星。這些恆星為何會有如此舉動？它們為何會被加速到足以逃離銀河系引力束縛的極高速度？雖然已有人提出了一些理論，但一直以來仍是一個引人入勝的謎。

而最近，一顆奇怪的名為LAMOST-HVS的速逃星再次進入人們的視野。天文學家在反向追蹤了它的飛行軌跡後發現，我們無法用以往的理論對它的行為作出解釋。

LAMOST-HVS是一顆質量為太陽8.3倍的大質量恆星，它的飛行速度約為每秒568千米。LAMOST-HVS是離我們最近的超高速恆星，由中國天文學家發現。在追蹤了這顆恆星的運動軌跡後人們發現，它的「叛逃」行為從3300萬年前就已經開始了，而且它來自一個我們沒有想到的地方。

一顆來自銀盤的速逃星。Kohei Hattori

提升恆星運行速度的自然方法，通常被稱為「引力彈弓」。在適當的條件下，引力會反其本性而行之，提升經過自己身邊的天體運行速度。天文學家相信，速逃星也是因為這個原因而被加速的。它們通常來自一個雙星系統。假如雙星系統從銀心超大質量黑洞的近旁掠過，黑洞400萬倍於太陽質量產生的強大引力場，會把這對雙星拆散。雙星中的一顆會被留在黑洞身邊，另一顆的運行速度會被提升到驚人的地步，並甩向銀河系外圍。理論上只有超大質量黑洞的引力才能做到這一點。因此天文學家相信，銀河系中的速逃星，應該都是被銀心黑洞踢出來的。

但是在反向追蹤了LAMOST-HVS的運行軌跡後，天文學家發現它並不是來自銀心方向，而是來自銀盤。這表明LAMOST-HVS並不是被銀心黑洞踢出來的。如果是這樣，那麼它為何會擁有如此高的運行速度？

足夠強的引力是將恆星以高速踢出的必要條件，因此恆星級黑洞或大質量恆星都沒有這個能力。除了超大質量黑洞，或許只有一個擁有許多質量至少30倍於太陽的恆星的大質量星團，亦或是一個質量大約為太陽100倍的中等質量黑洞才有這個能力。

中等質量黑洞目前在較大程度上還只是個理論假設，尚未被完全證實。這些黑洞據信也是在大質量星團內部形成的。因此LAMOST-HVS來自這樣一個星團，或來自一個中等質量黑洞也不是不可能。

但問題的關鍵在於，天文學家發現LAMOST-HVS實際上來自銀河系的一條旋臂——矩尺座旋臂。到目前為止，人們並沒有在矩尺座旋臂中發現任何大質量星團。不過這也不能完全否認這個說法，因為星際塵埃可以輕易地把這樣一個星團遮掩得嚴嚴實實。假如存在這樣一個星團，那麼它能間接地從一個角度說明，中等質量黑洞可能確實存在，也能讓人們進一步認識這樣的星團，對其所在星系環境會產生什麼樣的影響。

矩尺座旋臂（Norma Arm）部分被塵埃遮掩。NASA

相關科學家表示，這一發現改變了人們以往對速逃星起源方式的看法。一顆源自銀盤，而非銀心的速逃星表明，銀河系中此類極端環境並不只存在於銀心超大質量黑洞附近，而是處處都有。

參閱：Origin of a Massive Hyper-runaway Subgiant Star LAMOST-HVS1: Implication from Gaia and Follow-up Spectroscopyhttps://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab05c8

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