銀河系是一個圍城，有的恆星想進來，有的恆星卻想出去。在歷史上，有大量的星系曾經被銀河系吞併，無數恆星加入到了銀河系這個龐大系統中。而最近，科學家們卻發現，有591顆恆星，正在以極高的速度向外逃離，它們到底要去哪？
高速星
此時此刻，我們的太陽正帶領著整個太陽系以每秒鐘220公裡的速度繞銀河系中心公轉，大約每2.5億年完成一次公轉。在銀河系內，絕大部分恆星都遵循著相似的運動規律，以每秒幾十到幾百公裡的速度公轉。
但是，在銀河系內，也有一些非常另類的恆星。這些恆星不僅在速度上遠遠超過了普通恆星，可以達到每秒數百甚至幾千公裡，而且其運動方向看起來也並不是在繞銀河系中心公轉的狀態。
早在1988年的時候，美國天文學家希爾斯就曾經預言了這種詭異的天體。直到17年後的2005年，科學家才首次在銀河系中發現了高速星。從那時候開始的15年時間裡，科學家們利用望遠鏡一共發現了550顆高速星。
而最近，在我國的LAMOST（郭守敬望遠鏡）和歐洲航天局的蓋亞衛星（Gaia）合作的數據中，中科院國家天文臺的天文學家們一口氣就發現了591顆高速星，將這種天體的數量翻了一倍！在最近的《天體物理學報增刊》上，國家天文臺的天文學家們介紹了這一重大發現。
中國與歐洲的強強聯合
這樣的突破性發現，自然離不開強大的觀測設備和有效的合作。在本次發現中，我國的LAMOST和歐洲航天局的蓋亞衛星居功至偉。
LAMOST
1993年，LAMOST項目被首次提出，並且在1996年正式立項。2008年，LAMOST的全部硬件設備安裝完畢，並且在次年通過驗收，從此成為了我國天文觀測的一臺利器。為了紀念元朝那位著名的天文學家，LAMOST又被稱為郭守敬望遠鏡。
LAMOST的口徑達到了4米，視場為5度，從口徑到觀測效率都比美國的斯隆數字巡天計劃（SDSS）和澳大利亞英澳天文臺2dF巡天有所提升。
（圖片說明：郭守敬望遠鏡）
據介紹，LAMOST一共有三大使命：
研究星系和宇宙的歷史，通過對數以百萬計的星系、類星體的觀測，增加人類對星系和宇宙演化過程的瞭解；
多波段證認，將其他觀測設備在其它波段觀測到的天體數據進行光譜分析；
研究恆星和銀河系特徵，通過對大量恆星的觀測，繪製高精度的銀河系地圖。
蓋亞衛星
蓋亞衛星是歐洲航天局在2013年發射的天基觀測設備，其主要任務就是對銀河系數十億顆恆星進行觀測，對它們的距離、運行等進行測量，幫助科學家繪製迄今為止最完整的銀河系地圖。
（圖片說明：蓋亞早期第三次數據發佈）
發射升空以來，蓋亞衛星已經不止一次公佈最新的觀測數據。通過這些數據，科學家們可以更好地瞭解銀河系的運行模式及狀態。
可以看到，LAMOST和蓋亞衛星在觀測任務方面還是有相似之處的。因此，兩臺世界上最先進的觀測設備強強聯合，才幫助科學家如此高效地捕捉到那些逃離銀河系的高速恆星。
強強聯合
說起來，我國天文學家這一次能夠有這樣的發現，也要感謝歐洲航天局將蓋亞衛星的觀測數據公開、透明地展現到了全世界，以供各國天文學家進行觀測研究。我國天文學家正是通過LAMOST的觀測結果與蓋亞衛星的數據進行對比後，發現了這些逃逸的恆星。
（圖片說明：蓋亞衛星“）
實際上，這已經不是我們第一次利用蓋亞衛星驗證LAMOST的觀測數據了。此前LAMOST獲得的貧金屬恆星、移動星群等觀測結果，都利用蓋亞衛星進行了驗證與結合。而且，在2018年的時候，我國天文學家也利用它們進行了高速星的研究。而這一次對高速星的觀測，成為了兩大觀測設備數據結合的又一典範。
叛逃者的追蹤
說起來，分辨這些高速星的原理很簡單，那就是對同一個區域在不同時間的多次拍攝，通過恆星位置的變化來判斷其運行模式。絕大部分恆星的速度都符合其他恆星或者是銀河系自轉的規律，而其中有少部分恆星速度極快。然後排除靠近超大質量黑洞等特殊情況的恆星之後，其餘的就是高速星了。同時，通過反轉時間，科學家們也可以推測其來源在何處。一般來說，高速星又分為以下四種——
超高速星：從銀河系中心逃離，在銀河系中心黑洞和其他恆星的作用下獲得高於普通高速星的速度；
超高速逃逸星：速度同樣非常驚人，不過是形成於銀盤中，在恆星之間的相互作用下被加速；
高速暈星：並非誕生於銀河系，而是在銀河系與周圍矮行星的潮汐作用下獲得了較高的速度；
逃逸星：通常是從一個星協中被甩出來的高速恆星，其動力來源同樣是多個恆星的相互作用。
在對這591顆恆星的運行規律進行觀測和分析之後，我國科學家得出結論：其中有43顆恆星最終將擺脫銀河系的束縛，逃逸到更加荒涼的宇宙空間中。
不僅如此，我國天文學家還對這些恆星的光譜進行了分析，發現它們都是金屬豐度比較低，年齡也比較老，軌道橢率和垂直振幅都比較大。這些特徵都符合銀暈恆星的特徵，意味著它們都來自於這裡。同時，通過對這些恆星金屬豐度的分佈規律，天文學家推測，銀河系的銀暈有可能是通過吞併和瓦解矮星系而形成的。
此外，研究人員還發現了一群比較特殊的恆星。這些恆星表現出的化學性質顯示它們應該是來自於銀盤，但運動模式卻又暗示它們來自於銀暈。他們推測，這些恆星可能在演化的過程中經歷過軌道的遷移，所以看起來像是一群“雙面間諜”。
相信大家也看出來了，這樣的研究對於我們追溯銀河系的歷史和演化過程，具有重要的意義。未來，世界上先進觀測設備之間的合作勢必也會越來越多，幫助我們越來越深入地瞭解銀河系的歷史。儘管我們無法回到過去，但過去仍然可以在我們眼前重現。
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