出品：科普中国

监制：中国科普博览

编者按：为揭开科技工作的神秘面纱，科普中国前沿科技项目推出“我和我的研究”系列文章，邀请科学家亲自执笔，推荐科研经历，塑造科学世界。让大家跟随站在科技最前沿的探索者们，开启一段段充满热情、挑战与惊喜的旅程。

在浩瀚无垠的宇宙舞台上，星辰如沙，而早型速逃星（Early-type Runaway Stars）则是这片星海中最为神秘莫测的旅者。它们好似被宇宙巨手猛然掷出的飞镖，以让人咋舌的速度划破寂静的虚空，留下一道道耀眼而短暂的轨迹。这类星辰大多诞生于银河系的繁忙角落，可能是某个密集星团或星云的心脏地带，却在某种未知力量的推进下，挣脱了原有些引力束缚，踏上了孤独的流浪之旅。

何谓“早型速逃星”？

化学物质在燃烧时，物质中不一样的温度、元素会呈现出独特的光谱和颜色。因此天文学家通过对天体的光谱剖析，就能了解这个星体的元素组成及有效温度。依据有效温度的高低，天文学家将恒星光谱分为O、B、A、F、G、K、M与R、N和S型。

一般，O、B、A型这类有效温度较高的星被叫做“早型星”，有效温度较低的K、M型星称为“晚型星”。

其余称为“中间型星”，大约30%的O型星和5%-10%的B型星，一般以大于30-40 km/s的本动空间速度在银河系中运动，差不多是火箭速度的1000倍，远超越大多数恒星正常的运动速度。这类星星就是所谓的“速逃星”。速逃星，或者称之为“宇宙中的急速逃亡者”，是一种特殊的恒星，它们不像大部分恒星那样稳定地围绕银河中心运动，而是以非常高的速度，飞速离开它们的诞生之地。

为什么早型速逃星这样要紧？

速逃星的形成机制研究对大家理解超新星爆炸模型、特殊双星系统、双星演化等具备要紧意义。速逃星的形成机制主要可以归结为两种。一种是双星超新星图景（如图1），当两颗恒星靠得很近时，就会结合成为一个相互绕转的双星伙伴。

图1：速逃星的双星超新星形成渠道

（图片来源：参考文献1）

在这对伙伴中，当水平更大的恒星在历程非对称核坍缩超新星爆炸时，其伴星会被抛射出从而形成速逃星。除此之外，在密集的星团中，星星们好似社交舞会上的参与者，不断地互相穿梭交错。在这种高密度的环境中，多体系统的复杂相互用途可以意料之外地将某些星星推出原来的舞台，成为穿越银河系的独行侠（动力学抛射图景见图2）。

图2：速逃星的动力学弹射渠道

（图片来源：ESA/Hubble Media）

LAMOST全名为“大天区面积多目的光纤光谱天文望远镜”，又称“郭守敬望远镜”，是由中国科学院国家天文台承担研制的国内自主革新的、世界上口径最大的大视场兼大口径及光谱获得率最高的望远镜，可以获得很多光学光谱。

Gaia为盖亚全每天体测量干预仪（Global Astrometric Interferometer for Astrophysics）的简写，是欧洲空间局非常重要的项目之一，它的问世将人类的天体测量精度大幅提高，也将为解决与银河系的由来、结构和演化历史有关的一系列要紧问题提供所需的数据。

基于最新观测设施获得的很多样本数据，速逃星的面貌也在天文学家的眼前愈加明确。在过去的观测研究中，已有一些速逃星被发现但多数样本缺少一致性视向速度的测量信息，本次发现的229颗早型速逃星是现在已知基于Gaia天测数据速逃星研究中，具备一致性视向速度且数目最大的样本。

视向速度在天文学中一般也被叫做径向速度（Vr），是指物体（如天体）在察看者视线方向上的运动速度。这一速度分量反映了物体朝哪个方向或离得远远的察看者的动态特质。视向速度、切向速度、一同构成了空间速度，对于研究天体的运动规律、探索宇宙的结构和动力学特质具备要紧意义。而投影自转速度可以用于判断天体的真实自转速度。

依据这批样本的投影自转速度和空间速度分布，研究职员发现，在该样本中，大多数速逃星具备较小的投影自转速度和空间速度，但几乎没同时具备较大的投影自转速度和空间速度的速逃星（如图3）。这一特点可能与速逃星的形成渠道密切有关。

图3：速逃星本动空间速度与投影自转速度的关系

（图片来源：参考文献2）

研究职员进一步探究了速逃星样本在银河系中的空间地方分布，发现大部分速逃星可能坐落于银河系薄盘内。通过对该样本中具备多次视向速度测量值的速逃星进行轨道剖析，研究职员还发现了两颗可能是速逃星双星的样本，其轨道周期分别为40天和61天。

结语

速逃星在研究银河系结构和超新星爆炸等前沿课题中饰演着要紧角色。下面，研究职员还将基于这类更具统计意义的参考样本，继续研究速逃星的由来。伴随天文观测技术的不断进步和数据剖析能力的持续提高，大家将会有能力去穿透星际尘埃，捕捉那些遥远星系最微弱的光芒，将大量的天文数据转化为揭示宇宙奥秘的金钥匙。终有一天，速逃星的奥秘将被大家逐一揭开，成为连接恒星演化、星系动力学乃至宇宙大尺度结构的重点桥梁。

参考文献：

1.Renzo, M., Zapartas, E., de Mink, S. E., et al.2019, AA, 624, A66.

2.Guo, Y., Wang, L., Liu, C., et al. 2024, ApJS.