真正的流星不是您在夜空中看到的条纹

索尔兹伯里伯爵说:“我看到了你的荣耀。

“我看到你的荣耀像射击星。”

索尔兹伯里伯爵对莎士比亚的“理查德二世”的未来进行了反思。

在英国文艺复兴时期,人们认为流星是从灾难的天堂和预兆中掉下来的名人。但是到19世纪末,科学家已经确定了真理要变得更平凡。今天通常称为射击或掉落的恒星只是一小块岩石或灰尘,在进入地球大气层时迅速燃烧。

流星 – 如1889年的这张印刷品中描绘的列昂尼德流星淋浴所生产的星星与真实的明星无关。 Adolf Vollmy/Wikimediacommons

但是大自然给您带来惊喜 – 实际上确实存在流星。

我是一位天体物理学家,研究天体力学 – 诸如星星,行星和星系之类的物体如何移动。

从2005年到2014年,一项纪念性观察计划,结合了弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台的斯隆数字天空调查和望远镜的望远镜,证实了一类新的恒星,以惊人的速度移动,以至于他们可以逃脱自己的家庭星系的重力。

天文学家刚刚开始理解这些现实生活中的流星(称为Hypervelocity Stars),它们以每小时数百万英里的速度放大了宇宙。

旋转星星和弹弓

超速级明星的故事始于1988年,当时洛斯阿拉莫斯国家实验室的理论家杰克·吉尔伯特·希尔斯(Jack Gilbert Hills)有一个启发性的想法:如果二进制明星系统(即两个在彼此上重力绑定和轨道上的恒星)将会发生什么事。一个公共的质量中心 – 在银河系中心的巨大黑洞附近旅行?山丘计算出,黑洞的潮汐力可以将二进制系统置于两分。想象两个握着手并旋转的冰滑手,直到他们突然放开。两个溜冰者会彼此飞走。同样,当二进制系统中的两颗恒星因与黑洞的近距离接触而被扭动时,它们会飞开。在这样的相遇中,一颗恒星可能会获得足够的能量,以完全从星系中弹出。

天文学家现在知道这就是高速恒星的出生方式。

一颗超速恒星,他0437-5439被从银河系的中心扔出,并在银河系中进行单程旅行。 NASA,ESA和G.培根(STSCI),CC由理论,观察和模拟

在希尔斯的先例论文发表后,天文学界认为超速级别的明星是一个有趣的可能性,尽管没有观察性证据。这在2005年发生了变化。

在观察银河系的光环中的星星时,一组使用亚利桑那州MMT天文台的研究人员遇到了最出乎意料的事情。他们观察到一颗恒星以近200万英里 /小时的速度(320万公里 /小时)逃脱了银河系。这是HVS1,这是第一位已知的高速恒星。

观察结果告诉了故事的一部分,但是为了帮助回答其他问题 – 例如,同伴与超速恒星分离后会发生什么 – 我和我的顾问和我转向计算机模拟。我们的模型预测,前者中的另一个恒星通常以与地球绕太阳绕的黑洞绕绕黑洞绕。 ESO/L。 Calçada/spaceengine.org,CC

这些建模工作的另一个令人兴奋的结果是,发现有时两颗恒星会互相崩溃。发生这种情况时,恒星可能会合并成一个非常庞大的恒星。

如果您想知道什么可能会落在一个绕这些恒星之一的行星上,我们也对此进行了建模。在2012年的一小段文章中,我和我的同事们表明,我们银河系中心的黑洞可以以近5%的光速从银河系中炸开行星。

截至今天,尚未检测到超速行星,但是它们很可能在那里,等待一些快乐的天文学家碰到他们。

并非所有快星都离开银河系

我和我的同事们利用Gaia航天器的数据,我和我的同事们发现,天文学界以前考虑过的一些恒星实际上可能绑定到银河系的束缚。

尽管这个结果听起来令人失望,但实际上揭示了两个关键要点。首先,有不同的机制将恒星加速到高速。如今,天文学家知道成千上万的快速恒星。但是,仅仅因为一颗恒星快速移动并不一定会使它成为与银河系无界的超速恒星。其次,逃脱银河系的真正高速恒星可能比以前想到的。从地面和太空望远镜(如Gaia)中的数据,例如Gaia,可以帮助天文学家了解更多有关所有类型的高速恒星,包括Hypervelocity Stars。 ESA,CC的未来是明亮而快速的

我发现真正的流星存在很美。同样令人惊讶的是,研究他们的轨迹和速度可以帮助回答当今科学中最重要的问题。

例如,高速级别的恒星可以为宇宙中暗物质的性质和分布提供线索。高速恒星也可能是回答银河系中心是否有一个以上黑洞的关键。

我的学生正在使用NASA的过境系外行星调查卫星来寻找这些迅速快的星星周围的行星。即使是一个围绕超速恒星的一个星球的发现也将永远改变行星形成和生存能力的思想。

这些星星很快,但是慢慢地,它们揭示了自然的秘密。虽然您可能无法用自己的眼睛看到真正的射击星,但您肯定可以对一个人表示愿望。

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