全力奔跑,自由是方向[给你小心心]

“全力奔跑,自由是方向,追逐雷和闪电的力量……”这首励志的歌曲正是银河系里一路狂奔的流浪恒星们的真实写照。何为流浪恒星?非高速星莫属。

银河系数以千亿计的恒星中,大多数恒星以每秒几十或上百千米的速度运动着。只有极少数恒星的运动速度遥遥领先,基本上以每秒超过400千米的速度“奔跑”着,这类恒星被称为高速星。如果高速星能够脱离银河系的引力束缚,它们终将飞出银河系,成为孤独但未必寂寞的星际“流浪儿”,这种高速星被称为超高速星。

设想一下,如果我们以高速星一样的速度飞行,100秒之内就能环地球旅行一圈,不到一刻钟就能完成奔月,这真是炫酷至极!搜寻高速星为我们深入研究高速星的形成机制提供了可能,还可以帮助我们了解银河系中心黑洞附近的故事,甚至为理解银河系暗物质晕的性质和暗物质的分布等前沿问题。

/ 高速星的发现史

1988年,美国天文学家杰克·希尔斯(Hills)在《自然》上发表文章预言:银河系中心超大质量黑洞通过巨大的潮汐力“拆散”周围的双星系统,其中一颗星被超大质量黑洞“捕获”,围绕着黑洞运动,另一颗星则以非常高的速度被“抛射”出去,并最终从银河系“逃离”,希尔斯的预言首次揭示了高速星/超高速星的存在。

诸多理论预言出现后,天文学家们当然希望能尽早发现高速星。然而,捕获高速星犹如“大海捞针”,寻找到“超高速星”更是难上加难。直到2005年,美国天文学家沃伦·布朗在蓝水平分支星中意外发现了第一颗超高速星。它以超过每秒700千米的速度“逃离”银河系,如果寿命允许,则会有可能摆脱银河系的“手掌心”,获得自由而流浪星际“天涯”。

同一年,德国天文学家艾德曼和赫希在银河系晕中相继发现一颗B型和一颗O型超高速星,不得不说,这一年是超高速星发现历史上的一个里程碑。此后,国内外许多天文学家都曾致力于在不同巡天数据中寻找高速星,其中贡献最大的当属布朗,他和合作者利用美国斯隆数字化巡天(SDSS)测光数据和MMT望远镜数据一共发现了16颗超高速星。在LAMOST数据发布之前,天文学家历经十几年努力,一共发现的高速星500多颗,超高速星30多颗。

/ 高速星的四大门派

如金庸武侠小说里的江湖门派一样,天文学家按照高速星的“起源”和是否拥有逃脱银河系的“本领”,将它们划分为四个门派:超高速星、超高速逃逸星、逃跑星和快速晕星。前两个门派“功夫”最强,都能逃出银河系,只是它们的“出生地”不同,传统意义上人们将这两个门派的高速星统称为“超高速星”。后面两个门派虽然拥有高于普通恒星的速度,但是相对于前两个门派,“功夫”还是弱了一些,无法摆脱银河系引力势能的束缚,只能在银河系内奔跑。下面我们走进高速星的这四大门派,了解一下它们的秉性。

第一门派“超高速星”:它是能够从银河系“逃跑”的恒星,诞生于银心,在银心附近意外获得的巨大能量改变原本运动速度,使它们成为备受瞩目的“超高速星”。提到银河系中心,您一定会想到神秘的黑洞,也一定会联想到超高速星的诞生会不会跟黑洞有关系?天文学家在理论上证实:恒星与银心黑洞之间的相互作用是这一类超高速星“诞生”的原因。

第二门派“超高速逃逸星”:它们也能够从银河系“逃跑”,但是诞生于银盘,银盘被视为恒星的摇篮,孕育着很多恒星。银盘上恒星密度比银河系外围高,恒星之间的相互作用是超高速逃逸星“诞生”的原因。

第三门派“逃跑星”:它们也诞生于银盘,产生的原因和第二门派类似。不同的是,这类星获得的能量较少,未能摆脱银河系的束缚,只能在银河系里“溜达”。不出意外的话,银河系以外的风景是无缘目睹了。

第四门派“快速晕星”:这一类的高速星其实都是外来的“星际移民”,它们是银河系从周边质量更小的卫星星系或其它星系“吞并”而来。这些恒星从卫星星系被“撕扯”下来时获得了很高的速度,后继成为了银河系里的“快速晕星”。

这四类性格迥异,出身不同的高速星们在宇宙的舞台上无时无刻不在上演着全力奔跑,追逐自由的精彩大片。然而它们数量异常稀少,从千亿恒星中发现它们的确是非常惊喜的事情。

但是,众所周知,LAMOST拥有“一眼千星”的本领,正式巡天八年来,共发布了1400多万条光谱,成为世界上第一个发布光谱数超千万量级的神器!在追逐高速星的新征途上,LAMOST将如何大显身手呢?

来源:中国国家天文公众号

第三二七天,如果地球有一个硬币那么大,那么太阳有多大?

首先告诉你,地球是一个很小很小的星球。
在太阳系,除了太阳,还有许多星球,有八大行星,有已定名分的5颗矮行星,还有许多没确定名分的矮行星,有200多颗围绕着行星运行的卫星,还有无数的小行星、彗星、碎片尘埃等等。可大家知道吗,这些天体在太阳系只是附属物,是太阳形成过程中剩下的边角余料残渣余孽。

太阳才是太阳系占有绝对地位的老大,是太阳系唯一能够发光发热的恒星,质量占太阳系总质量的99.86%,其余其他所有天体加起来才只有0.14%。而我们地球只有太阳质量的0.0003%,因此拿地球与太阳相比,实在不在一个层次,没有可比性。

如果地球是一枚硬币,太阳就差不多是一间房子大小的球。

一定要把地球缩小到一枚硬币大,同比例太阳是多少呢?这要看这枚硬币是什么硬币,如果按照人民币1元硬币来看,第一版1元硬币为3cm直径,第二版开始为2.5cm直径,按照第二版2.5厘米计算,乘以109倍,就是272.5cm,也就是说,如果半径6371km的地球缩小成直径只有2.5cm的球,那么半径69.6万千米的太阳同比例缩小,就成为272.5cm的一个球。

这个球有多大呢?大概有现在城市高层建筑楼层高度,也就差不多一间房子大小那么一个球。为了更形象的比喻,现在我们把地球缩小到只有孩子们玩的那种小玻璃弹珠大,也就是直径约1.5cm,太阳同比例缩小,就会成为一个直径163.5cm的球,这个球大概有一个标准美女的身材那么高。

太阳作为一颗恒星,在宇宙中是一个中小个头。
现在已知,在银河系有4000亿颗左右的恒星,绝大多数恒星都比太阳小。人们把0.8倍太阳质量以下的恒星叫红矮星,这种恒星占恒星总数的80%以上。但太阳算不上大质量恒星,银河系就有约数百亿颗恒星比太阳大。

现在已发现质量最大的恒星叫r136a1,它不在银河系,而是在靠近银河系的矮星系大麦哲伦星云的蜘蛛星云中,距离我们约16万光年。这颗恒星曾被认为质量是太阳的265~315倍,但最新根据HST视觉光谱得出的结论是只有太阳质量的215倍,半径约为太阳的39.2倍。

这样,如果太阳是一颗小玻璃弹珠,那么r136a1就是一个58.8cm的球,这个球相当于一个窨井盖这么大。

在巨大体积恒星面前,太阳就更渺小了。
一些比太阳质量大的恒星,在演化末期会膨胀到很大很大。迄今发现体积最大的恒星是距离我们约5100光年的盾牌座uy,这颗恒星处于演化后期,膨胀得很大,密度很低,但质量并不大,只有约太阳质量的7~10倍。

原认为盾牌座uy直径约太阳的1708倍,这个直径一度被一颗同在盾牌座,距离我们约20000光年,被命名为史蒂文森2-18的恒星超过,这颗恒星的直径约太阳的2150倍。

但最近通过盖亚卫星对盾牌座uy进行的新测量,发现其半径远远大于原来的数据,达到太阳的2236倍,这样盾牌座uy又重新登上了恒星体积老大宝座,这个体积足以装下100多亿个太阳。

如果太阳还是那颗弹珠,那么盾牌座uy就是一个3354cm的球了,这个球就比一幢10层大楼还要高大了。在10层高楼面前,窨井盖大小的R136a1就成了一颗小弹珠,而太阳这颗小弹珠则再也看不到了。

黑洞才是宇宙最大的巨无霸。
宇宙中,最大的单个天体是黑洞,任何恒星,在黑洞面前只有被吃掉的命运。因此即便很小的黑洞,也会越长越大。现在已知最大的黑洞编号为SDSS J140821.67+025733.2,其质量为太阳的1960亿倍,理论上其史瓦西半径,也就是黑洞视界为5880亿千米,是太阳半径的84482倍。

如果太阳还是那个小孩玩的弹珠的话,那么SDSS J140821.67+025733.2黑洞视界这个球,差不多有可以覆盖整个北京地区版图了。在有限的画面上,在这个黑洞面前,就再也没有太阳的容身之地了,就连R136a1也看不见了。

因此,地球乃至太阳,在宇宙中连一个灰尘都算不上。

妇女节那天,哈勃望远镜看到了什么?
2005年3月8日
爱因斯坦环SDSS J120540
当两个星系几乎完美对齐,一个在另一个星系之后,并且更靠近星系的引力场将来自更遥远星系的光线弯曲成围绕自身的明亮弧形时,爱因斯坦环便会以这种形式出现。

On March 8 in 2005
Einstein Ring SDSS J120540
Einstein rings like this form when two galaxies are almost perfectly aligned, one behind the other, and the gravitational field of the closer galaxy bends the light from the more-distant galaxy into bright arcs around itself.


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