天文学家发现银河系死亡恒星的“墓地”

　　（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：“银河地下世界”的第一张地图揭示了一个延伸到银河系高度三倍的“墓地”，几乎三分之一的天体已完全从银河系中抛出。悉尼大学悉尼天文学研究所的博士生David Sweeney说：“这些死亡恒星的紧凑残骸显示出与可见星系根本不同的分布和结构。”他是最新一期《皇家天文学会月刊》上这篇论文的主要作者。

　　他补充说：“银河系地下世界的'高度'是银河系本身的三倍多。而且令人吃惊的是，30%的天体已经完全从银河系中抛出。”

　　中子星和黑洞是在大质量恒星--比我们的太阳大八倍以上--耗尽其燃料并突然坍缩时形成的。这引发了一个失控的反应，在一个巨大的超新星爆炸中把恒星的外部部分炸开，而核心部分则不断向自身压缩，直到取决于它的起始质量，它成为一颗中子星或一个黑洞。

　　在中子星中，核心是如此密集，以至于电子和质子被迫在亚原子水平上结合成中子，将其总质量挤压成一个比城市还小的球体。如果原始恒星的质量大于我们太阳的25倍，这种重力驱动的坍缩就会继续下去，直到核心是如此密集，甚至连光都无法逃脱。这两种类型的恒星“尸体”都会扭曲它们周围的空间、时间和物质。

　　尽管在银河系年轻的时候肯定已经形成了数十亿颗恒星，但是这些奇异的“尸体”被创造它们的超新星甩到了黑暗的星际空间，因此被天文学家们忽略了，直到现在。通过仔细重现这些古老的死亡恒星的整个生命周期，研究人员构建了第一张显示其“尸体”所在的详细地图。

　　论文的共同作者、悉尼天文学研究所的Peter Tuthill教授说：“寻找这些古老天体的问题之一是，直到现在，我们还不知道该去哪里寻找。最古老的中子星和黑洞是在银河系比较年轻、形状不同的时候产生的，然后受到了跨越数十亿年的复杂变化。对所有这些进行建模以找到它们是一项重大任务。”

　　新形成的中子星和黑洞符合今天的星系，所以天文学家知道该去哪里寻找。但是最古老的中子星和黑洞就像幽灵一样，仍然在很久以前“拆除的房子里”出没，所以它们更难找到。

　　“这就像试图找到神话中大象的墓地，”Tuthill教授说，指的是一个地方，根据传说，老象会去那里独自死去，远离它们的群体。“这些罕见的大质量恒星的残骸一定在那里，但它们似乎将自己笼罩在神秘之中。”

　　Sweeney补充说：“在追寻它们的真实分布时，我必须解决的最难问题是解释它们在产生的暴力时刻所受到的‘踢’。超新星的爆炸是不对称的，残余物被高速抛出--每小时达数百万公里--更糟糕的是，这对每个天体来说都是以未知和随机的方向发生的。”

　　但是，宇宙中没有什么东西能长期静止不动，所以即使知道爆炸性“踢球”的可能规模也是不够的：研究人员必须深入到宇宙时间的深处，重建它们在数十亿年中的行为方式。

　　“这有点像斯诺克比赛，”Sweeney说。“如果你知道球被打到哪个方向，以及有多大的力度，那么你就可以算出它最终会在哪里。但是在太空中，天体和速度都要大得多。另外，‘球桌’不是平的，所以恒星的残骸在银河系中的复杂轨道上穿行。”

　　“最后，与斯诺克球桌不同，这里没有摩擦，所以它们永远不会减速。几乎所有曾经形成的残余物都还在那里，像幽灵一样在星际空间中滑行。”

　　他们与悉尼大学的研究员Sanjib Sharma博士和莫纳什大学的Ryosuke Hirai博士一起建立的复杂模型，对恒星的诞生地、它们的火热结局以及它们随着银河系的演化最终分散的地方进行了编码。最后的结果是一张银河系恒星“墓地”的分布图。

　　“这有点让人震惊，”Sharma博士说。“我每天都在与我们今天所知道的可见星系的图像打交道，我预计银河系的地下世界会有微妙的不同，但大体上是相似的。我没有料到在形式上会有如此彻底的变化。”

　　在生成的地图中，银河系特有的旋臂在 “银河地下世界”版本中消失了。由于大多数残骸的年龄，以及产生这些残骸的超新星的能量“踢”的模糊效应，这些残骸完全被洗掉了。更耐人寻味的是，从侧面看，银河系的地下世界要比银河系"膨大"得多--这是超新星注入的动能将它们提升到可见的银河系周围的光环中的结果。

　　Hirai博士说：“也许我们的研究中最令人惊讶的发现是，踢的力度如此之大，以至于银河系将完全失去这些残骸中的一些。它们被踢得如此厉害，以至于大约30%的中子星被甩到了星系间的空间，再也没有回来。”

　　Tuthill补充说：“对我来说，我们在这项工作中发现的最酷的事情之一是，即使我们太阳周围的本地恒星邻域也可能有这些幽灵般的访客经过。据统计，我们最近的残骸应该只有65光年远：从银河系的角度来看，或多或少是在我们的‘后院’。”

　　“这项研究最令人兴奋的部分仍然在我们面前，”Sweeney说。“现在我们知道在哪里寻找，我们正在开发技术去猎取它们。我敢打赌，‘银河系的地下世界’不会在很长的时间内被笼罩在神秘之中。”