在发现的 20 颗高速恒星中，只有七颗（红色）似乎起源于银河系内部。其余 13 颗（黄色）则似乎完全来自另一个星系。Marchetti 等人 2018；（图片来源：NASA/ESA/Hubble） 银河系显然是恒星从其他星系移民的热点。在一项发表于《皇家天文学会月报》的新研究中，三位天文学家着手寻找逃离我们星系的恒星，但令人惊讶地发现，大多数快速移动的恒星实际上是从更遥远的星系冲入银河系。“与飞离[银河系]的银河中心相比，我们看到的许多高速恒星似乎正在冲向它，”莱顿天文台的博士候选人、该研究的首席作者 Tommaso Marchetti 在新闻稿中说道。“这些可能是来自另一个星系的恒星，正飞速穿过银河系。”
盖亚再次发挥作用
为了进行这项研究，该团队——就像许多其他团队一样——依赖于欧洲航天局的盖亚卫星收集的数据。今年 4 月，盖亚发布了备受期待的第二份数据，该数据测量了银河系中超过 13 亿颗恒星的精确位置、视差和二维运动（上下、左右）。对于这组中最亮的 700 万颗恒星，盖亚通过测量恒星朝向或远离地球的速度，获得了它们的 3D 运动。这些具有精确 3D 运动的恒星是新研究作者希望进一步研究的对象。特别是，研究人员希望在他们整理的 700 万颗恒星中，最多找到一颗逃离我们星系的高速恒星；然而，他们惊喜地发现不止一颗。“在这 700 万颗具有完整 3D 速度测量数据的盖亚恒星中，我们发现了 20 颗可能以足够快的速度逃离银河系，”合著者 Elena Maria Rossi 解释说。在这 20 颗超速恒星中，研究人员确定了七颗所谓的“超高速恒星候选者”，它们是逃逸恒星，似乎起源于银河系盘。与此同时，没有一颗恒星似乎来自银河系的核心，其余 13 颗未束缚恒星（包括其中最快的两颗，它们以大约每小时 150 万英里的速度穿过我们星系）根本无法追溯到银河系。根据这项研究，如果结果得到证实，这 13 颗神秘恒星很可能是大量星系外恒星群体“冰山一角”，这些恒星正在银河系中飞驰。
他们从哪里来？
对于这些星际入侵者是如何来到银河系的，有几种可能的解释。第一种可能性是，这些高速恒星是从邻近星系（如大麦哲伦星系）被抛射出来的。根据 Rossi 的说法，“恒星在与超大质量黑洞相互作用时，可以被加速到高速度。”在某些情况下，它们甚至可以获得足够的能量逃离其母星系。尽管天文学家尚未在大麦哲伦星系中发现隐藏的超大质量黑洞，但他们也尚未排除这种可能性。“所以，”Rossi 补充道，“这些恒星的存在可能是附近星系中存在此类黑洞的迹象。”但是，即使没有超大质量黑洞，其他星系仍然有可能抛射出其部分恒星。例如，“这些恒星也可能曾经是一个双星系统的一部分，当它们的伴星作为超新星爆炸时，被抛向银河系，”Rossi 说。“无论如何，研究它们可以让我们更多地了解附近星系中的这类过程。”另一方面，也有可能这些恒星都不是真正来自另一个星系，只是看起来如此。然而，这种替代解释仍然需要一个星系外的推动力。根据这项研究，这些炙热的野兽中有一些几乎与银河系的光晕恒星无法区分，光晕恒星是我们星系中最古老的居民，它们以一个巨大的弥散恒星球包围着星系。因此，银河系与其矮星系之间的古老相互作用可能将一些光晕恒星推向了内部，尽管该研究指出这种情况意味着银河系的质量比目前认为的要大。
验证星系外起源
为了检验哪种起源最有可能，后续研究需要确定这些高速恒星的真实年龄，以及它们的确切构成。“来自银河系光晕的恒星可能相当古老，主要由氢组成，”Tommaso 说，“而来自其他星系的恒星可能含有许多重元素。”所以，如果穿过我们星系的高速恒星具有与光晕恒星相同的化学指纹，那么它们很可能只是来自银河系的边缘。然而，如果它们被发现富含重元素，那么许多高速恒星可能具有星系外的起源。幸运的是，盖亚预计将在 2020 年代发布至少两份数据集。根据合著者兼盖亚数据处理主席 Anthony Brown 的说法，计划发布的这些数据将使盖亚的总恒星 3D 速度测量数量从 700 万增加到 1.5 亿。“这将帮助[研究人员]找到数千甚至数万颗高速恒星，更详细地了解它们的起源，并利用它们来研究银河系中心的环境以及我们星系的历史，”他说。敬请关注，因为很快我们可能就能确切知道恒星是否真的从其他星系旅行而来，并在银河系中“聚会”。
