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银河系中的一些恒星来自仙女座星系

天文学家说,我们邻近的星系正在将恒星抛射到星系际空间,其中一些一定来到了我们这里。

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图片来源:Robert Eder Astronomy/Shutterstock

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我们银河系中的所有恒星都在相互运动,通常速度不超过每秒 100 公里。有些恒星移动速度快得多,还有一些恒星的速度非常快,大约为每秒 1000 公里。

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这些超高速恒星有着有趣的过去。天文学家认为,这些恒星可能原本是一对双星系统中的一半,其中一颗恒星被我们银河系中心超大质量黑洞的强大引力场捕获,而另一颗则像弹弓一样被抛射出去。

这些恒星也有着有趣的未来。它们的速度超过了银河系的逃逸速度,因此它们很可能会成为星系际空间某个黑暗角落里孤独的旅行者。但有一两颗可能会前往更奇特的地方,也许最终会落入遥远的尘埃云中,甚至进入另一个星系。

这就引出了一个有趣的可能。银河系的姐妹星系仙女座的中心也有一个超大质量黑洞,它也会将恒星抛射出去,其中一些朝向我们。像这样的恒星有可能完好无损地来到银河系吗?如果是这样,我们银河系中有多少恒星可能诞生于仙女座?

星际迷航

现在,得益于德国卡尔斯鲁厄理工学院的 Lukas Gülzow 及其同事的研究,我们得到了答案。他们模拟了仙女座的恒星抛射过程以及恒星前往银河系所需的旅程。他们的研究结果表明,今天银河系中可能有高达 4000 颗恒星来自仙女座。

Gülzow 及其团队工作的核心假设是,我们银河系中发生的任何事情也必然会在仙女座发生。因此,他们研究了盖亚空间望远镜测量的银河系中恒星速度的分布,并假设仙女座的恒星速度分布与之相似。

然后,他们创建一个计算机模型来模拟仙女座根据这种速度分布产生恒星的方式,特别关注超出银河系逃逸速度的恒星比例。他们这样做是假设仙女座的质量与银河系相同,或者仙女座的质量是银河系的 2 倍(没有人确切知道)。

结果引人入胜。当然,仙女座向四面八方抛射恒星,所以大多数都不会接近银河系。但有些会。

仙女座距离我们约 250 万光年,因此另一个因素是旅行时间,这是一个取决于仙女座、银河系以及沿途任何其他天体的引力作用的因素。这会造成非常复杂的飞行路径。但研究人员认为,恒星应该能够在它们的寿命内完成旅程。

那么,从地球上看,这些恒星会是什么样子?事实证明,它们应该很容易与我们自己的超高速恒星区分开来,因为它们将朝着银河系中心移动,而不是远离它。此外,它们将只来自一个方向。

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孤独的旅行者

但团队不确定有多少可能可见。他们说,在最坏的情况下,我们银河系中至少有十颗超高速恒星来自仙女座。而在最好的情况下,有 4000 颗。Gülzow 及其同事说:“虽然我们预计我们银河系中的绝大多数超高速恒星将起源于此,但我们预计在任何给定时间,来自仙女座的恒星数量将在十二到 3910 颗之间。”

事实上,他们甚至走得更远,说有可能根据恒星的速度和轨迹方向来探测单个候选者。

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当然,这并不意味着这些恒星从地球上可见。事实上,天文学家迄今为止只观测到了我们银河系中必须存在的超高速恒星的一小部分,而其中没有一颗明显是来自仙女座的候选者。(尽管有一颗被认为起源于大麦哲伦星系。)

进一步的观测很可能会揭示更多的候选者。其他类型的数据,例如关于恒星年龄的信息,也可以帮助缩小候选者的范围。

这是一项有趣的工作,表明曾经被称为“孤岛宇宙”的星系可能并不像它们最初看起来那样独立。


参考:关于从仙女座星系进行的恒星迁移:arxiv.org/abs/2306.08143

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