科学探索|天文学家发现银河系的死亡恒星的“墓地” 天文学家发现银河系的死亡恒

【科学探索|天文学家发现银河系的死亡恒星的“墓地”】“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。

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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。

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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。”

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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。”

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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。”