中國科學院國家天文臺發現13顆貧金屬F型超高速星候選體 _中國

中國科學院國家天文臺發現13顆貧金屬F型超高速星候選體
近日，中國科學院國家天文臺天體元素豐度與星系化學演化研究團組及合作者在斯隆數字巡天（簡稱SDSS）的光譜數據中，發現了13顆貧金屬F型超高速星候選體，這是中國天文學家首次發現超高速星候選體。這一最新發現及相關研究已經發表在國際著名天文學術期刊The Astrophysical Journal Letters上（ApJL, 2012, 744, L24）。
1988年，Hills提出銀河系存在一類視向速度可達到4000公里/秒的被稱作“超高速星”的恒星，它們是銀心附近雙星與超大質量黑洞動力學作用的產物。尋找和研究超高速星的意義在于，它們是銀心存在超大質量黑洞的確切證據，并且可以用來研究銀心周圍的環境、恒星與超大質量黑洞動力學作用歷史以及探索銀河系暗物質暈的質量分布以及結構等問題。2005年，Brown等人發現了第一顆超高速星，隨后Hirsch等人和Edelmann等人相繼發現了另外兩顆超高速星，這三顆超高速星的發現引發了天文學家系統搜尋超高速星的熱情，到目前為止一共發現并證認了16顆超高速星。
前人的搜尋工作主要集中在尋找早型大質量超高速星上，為了尋找顏色和質量范圍更廣的超高速星，國家天文臺研究小組等計劃在SDSS DR7恒星光譜數據中尋找F和G型主序超高速星。研究小組在SDSS DR7的F和G型主序星樣本的視向速度分布中找到約400顆高速度恒星，通過采用目前有影響的兩個銀河系引力勢模型，從中發現了13顆能夠從銀河系逃逸的超高速星候選體。
為了研究這些候選體的起源，研究小組具體分析了它們的運動學特性，發現其中7顆候選體起源于銀心或銀盤，而其余6顆候選體則并非起源于銀心或者銀盤（見附圖）。對銀心或銀盤起源的候選體，銀心或銀盤上的動力學機制可以解釋它們的起源，而對于非銀心或銀盤起源的候選體，研究小組用M31或M32中心大質量黑洞瓦解雙星以及銀河系及其矮星系的潮汐作用等理論解釋了它們的起源。
與以前的搜尋工作相比，這項研究的意義在于：首先，此次發現的13顆候選體極大地增加了超高速星候選體的數量，如果它們得到后續觀測的證實，那么將會增加現有已發現超高速星的數量；其次，此次發現了6顆并非起源于銀心或銀盤的超高速星候選體，研究小組第一次嘗試用多種非銀心或銀盤上的動力學機制解釋了它們的起源問題；最后，此次發現的都是貧金屬F型超高速星候選體，而已經被證認的都是富金屬的大質量恒星。如果這些候選體被證實，將為解決銀心質量函數分布等問題提供可能。
研究團組發現的13顆超高速星軌道投影圖。左邊三幅圖中展示了前三顆星的軌道投影，右邊三幅圖中展示了其它10顆星的軌道投影。其中各種顏色的曲線代表13個候選體三個方向的軌道投影，各種顏色的橢圓則代表它們在三個投影方向上可能的起源區域。
【中國科學院國家天文臺發現13顆貧金屬F型超高速星候選體】
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