我国学者基于大科学装置LAMOST的研究取得重要进展
日期 2017-09-22  来源:数理科学部 云南大学  作者:刘强 颜景志 刘晓为

  在国家自然科学基金委员会-中国科学院天文联合基金(项目编号:U1531244)等项目的支持下,云南大学中国西南天文研究所刘晓为教授团队基于国家大科学装置郭守敬望远镜(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜,英文简称LAMOST)的大规模银河系光谱巡天数据发现了两颗新的超高速星。这一研究成果已正式发表在国际专业学术期刊The Astrophysical Journal Letters(《天体物理学杂志通讯》)上。论文链接http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aa894b。

左图. 超高速星逃逸出银河系想象图(采自NASA);右图. 此次LAMOST发现的两颗超高速星LAMOST-HVS2和LAMOST-HVS3。

  银河系中的大多数恒星都像太阳一样以约200千米每秒的速度绕银河系中心运动。所谓超高速星是指一类速度高到能够脱离银河系引力束缚的恒星,如果寿命允许,它们将最终飞出银河系(左图)。20世纪80年代末,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室天体物理学家杰克·希尔提出,运动到银河系中心超大质量黑洞附近的双星系统有可能被黑洞巨大的潮汐力所瓦解,被瓦解的双星系统的一颗自行被高速抛出,成为超高速星。该预言提出近20年之后,美国哈佛-史密森天体物理中心科学家沃伦·布朗才第一次在银河系中探测到此类恒星。探测超高速星极为困难,迄今为止,天文学家也仅仅在数千亿颗银河系恒星中证认出了20余颗此类恒星,远低于银河系有超过1000颗超高速星的理论预言。

  此次刘晓为教授团队发现的两颗超高速星均是离银河系中心较近(100万光年以内)的明亮天体,分别命名为LAMOST-HVS2和LAMOST-HVS3,这是基于LAMOST大规模银河系光谱巡天发现的第二和第三课超高速星(右图)。其中LAMOST-HVS2与基于LAMOST数据发现的首颗超高速星LAMOST-HVS1有着相近的银心距,是目前发现的距银心最近的超高速星,这非常有利于对它们进行更为细致的后续观测和研究。尤其是结合欧空局新一代天体测量卫星Gaia即将释放的高精度自行数据之后,将有望对超高速星的产生机制、银河系中心超大质量黑洞的性质以及银河系暗物质晕的质量分布给出极为严格的约束。