2015年3月6日出版的《Science》杂志发表了由欧洲南方天文台S. Geier小组与中国科学院云南天文台韩占文小组组成的国际合作团队完成的一项重要研究成果。该团队使用位于夏威夷的10米级Keck II望远镜以及Pan-STARRS1巡天望远镜,发现了一颗银河系最高速度的恒星(一颗超高速星)。
这颗超高速星的速度为1200公里/秒,该速度远远超过了银河系的逃逸速度(银河系在太阳附近的逃逸速度为420公里/秒)。与其它已发现的超高速星的形成不同,该团队证实这颗超高速星来自于Ia型超新星爆炸后的残留伴星。
超高速星是一类特殊的恒星,其速度超过了银河系的逃逸速度,能够脱离银河系的引力束缚,未来将飞出银河系。对于超高速星的形成,当前有一种主流模型,即一个双星系统在经过银河系中心的时候,与中心大质量黑洞相互作用,黑洞加速了一颗,俘获了一颗,从而产生了超高速星。银河系中心大质量黑体加速机制被认为是产生超高速星的传统主流模型。
S. Geier博士领导的观测小组用10米级Keck II望远镜获得了高速星US 708的距离和视向速度,并通过Pan-STARRS1获取了US 708的切向速度,从而得到该恒星的空间速度为1200公里/秒,这个速度远远高于在银河系发现的其它超高速星的速度。该合作研究团队通过构建US 708的形成历史排除了银河系中心起源的可能,并得出结论:银河系中心大质量黑洞加速机制不能解释US 708的形成。
与其它超高速星相比,US 708有一个特殊的特征:它是一颗快速转动的氦星,很可能起源于双星系统,即一颗大质量白矮星从一颗氦星获取物质,最后发生Ia型超新星爆炸,这颗氦星在超新星爆炸时获得了一个很高的速度,最终逃逸到目前的位置。
早在2009年,韩占文小组就提出了氦双星前身星模型,解决了短延迟时标Ia型超新星的形成,并预言了超高速氦星的存在,US 708则是对该前身星模型的一个强有力支持。我国的LAMOST巡天以及欧洲南方天文台探索银河系暗物质晕项目正在以韩占文小组的“超新星残留伴星模型”为依据搜寻更多的超高速氦星。