“流浪恒星”是星系大碰撞的產(chǎn)物
恒星在星系的結(jié)構(gòu)以外漂移,它們好似宇宙天體的“孤兒”,恒星從星系“大家庭”中被“彈射”出去,它們變成了無(wú)依無(wú)靠的流浪天體。數(shù)十億年以來(lái),在宇宙大舞臺(tái)發(fā)生過(guò)無(wú)數(shù)次的星系大碰撞,恒星失去了家園,這些“浪跡天涯”的恒星在星系大碰撞事件中逃離了星系結(jié)構(gòu)的束縛,它們的數(shù)量驚人,可能占到了整個(gè)宇宙恒星數(shù)量的一半。天文學(xué)家還不清楚流浪恒星的形成和運(yùn)行法則,它們比人們已知的數(shù)量多得多,一旦失去了星系結(jié)構(gòu)的控制,流浪恒星開(kāi)始上演“孤膽英雄”的天文故事。
通過(guò)火箭發(fā)射了近地軌道探測(cè)器,研究人員收集了詳細(xì)的觀測(cè)數(shù)據(jù),在星系間的“空白地帶”有大量獨(dú)自運(yùn)行的恒星,它們?cè)谛窍到Y(jié)構(gòu)之外的空域四處移動(dòng),天文學(xué)家不是直接看到了它們的身影,而是發(fā)現(xiàn)了這些流浪恒星發(fā)射的強(qiáng)烈光線,它們的光度相當(dāng)于星系中所有恒星發(fā)出的光。近地軌道探測(cè)器被稱為宇宙紅外線背景實(shí)驗(yàn)(CIBER),2010年和2012年,近地軌道探測(cè)器分別發(fā)射升空,主要的科學(xué)探測(cè)目標(biāo)是檢測(cè)背景光線的波動(dòng),收集和分析宇宙史上所有恒星和星系發(fā)出的光線。

科學(xué)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)使用了NASA的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡,這是一個(gè)在軌運(yùn)行的紅外線天文觀測(cè)臺(tái),研究人員對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析、檢測(cè)和校對(duì),觀測(cè)結(jié)果顯示,宇宙天空有巨量的恒星孤兒,它們躲過(guò)了之前的天文觀測(cè),居無(wú)定所的流浪恒星好似孤獨(dú)的勇士,在星系之間的黑暗太空四處游蕩。
數(shù)十億顆恒星如何變成了孤兒天體?天文學(xué)家給出了一種猜測(cè),星系發(fā)生了相互碰撞,恒星被逐出了星系家園,好像“我是歌手”中的競(jìng)唱者在“踢館賽”中被“踢出”了舞臺(tái)。星系大碰撞產(chǎn)生了沖擊作用,一部分恒星只得“背井離鄉(xiāng)”。我們的銀河系是一種星系結(jié)構(gòu)的方式,星系主要由恒星、塵埃和暗物質(zhì)等要素在引力的作用下聚合而成,大量的星系在宇宙太空飄移,星系和星系產(chǎn)生周期性大碰撞的概率很大,恒星和星系通過(guò)天體大碰撞產(chǎn)生了分離與合并的現(xiàn)象。
有些恒星和其它的天體在星系大碰撞之中被拋射到星系以外,它們可能在兩個(gè)星系之間的大片空域重新聚集、組合。孤獨(dú)恒星的現(xiàn)象已得到了詳細(xì)觀測(cè)的證實(shí)。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),好似潮汐奔涌的恒星在星系大碰撞的“廝殺”過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了突圍,上演了宇宙版的“奔跑吧,兄弟!”。加州理工學(xué)院噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室的宇宙學(xué)家杰米·博克組建了一支宇宙紅外線背景實(shí)驗(yàn)(CIBER)團(tuán)隊(duì),他們對(duì)美麗而壯觀的星系大碰撞圖像贊不絕口,在十分遙遠(yuǎn)的距離上,天文學(xué)家不可能看到單個(gè)移動(dòng)的恒星,只能看到了發(fā)光體的一點(diǎn)薄霧,而發(fā)光的斑點(diǎn)相當(dāng)于了數(shù)十億顆恒星的聚集。

加州理工學(xué)院CIBER項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的天體物理學(xué)家邁克爾·申科夫解釋說(shuō),孤兒恒星通常比太陽(yáng)的體積和質(zhì)量略小,溫度略低,孤兒恒星在宇宙中普遍存在。在一個(gè)晴朗的地球夜空,燦爛的星空宛如一個(gè)巨大無(wú)比的星光劇場(chǎng),然而,孤獨(dú)恒星距離我們的地球十分遙遠(yuǎn),人們幾乎看不到它們的閃亮光點(diǎn)。假設(shè)沒(méi)有其它恒星或只有很少的恒星,沒(méi)有銀河系的背景,只有遙遠(yuǎn)的星系,那么人們從地球夜空遙望孤獨(dú)的恒星時(shí),可能看到黑茫茫的一片。人們通??床坏焦陋?dú)恒星,能看到我們的銀河系,甚至能看到遙遠(yuǎn)的仙女座星系。
天文學(xué)家追溯了大約有132億年齡星系的起源,當(dāng)時(shí)的宇宙年齡相當(dāng)于誕生之后的5億年,在宇宙誕生后的5億年出現(xiàn)了最早的星系,誕生后的星系開(kāi)始了漫長(zhǎng)的演變歷程,星系的形成和相互作用持續(xù)地發(fā)生,在宇宙誕生后的大約20億年,天文學(xué)家預(yù)計(jì),恒星的出生率達(dá)到了高峰期,星系有了發(fā)生相互大碰撞的足夠時(shí)間,在每次星系大碰撞的事件中拋出了大量恒星。在星系之間的巨大空間有浩浩蕩蕩的移動(dòng)恒星,這些孤兒恒星的存在印證了之前的星系大碰撞事件?!犊茖W(xué)》雜志發(fā)表了加州理工大學(xué)CIBER科學(xué)團(tuán)隊(duì)的觀測(cè)成果。

(編譯:2014-11-10)