他補(bǔ)充說(shuō)：“銀河系地下世界的'高度'是銀河系本身的三倍多。而且令人吃驚的是，30%的天體已經(jīng)完全從銀河系中拋出。”

中子星和黑洞是在大質(zhì)量恒星--比我們的太陽(yáng)大八倍以上--耗盡其燃料并突然坍縮時(shí)形成的。這引發(fā)了一個(gè)失控的反應(yīng)，在一個(gè)巨大的超新星爆炸中把恒星的外部部分炸開(kāi)，而核心部分則不斷向自身壓縮，直到取決于它的起始質(zhì)量，它成為一顆中子星或一個(gè)黑洞。

在中子星中，核心是如此密集，以至于電子和質(zhì)子被迫在亞原子水平上結(jié)合成中子，將其總質(zhì)量擠壓成一個(gè)比城市還小的球體。如果原始恒星的質(zhì)量大于我們太陽(yáng)的25倍，這種重力驅(qū)動(dòng)的坍縮就會(huì)繼續(xù)下去，直到核心是如此密集，甚至連光都無(wú)法逃脫。這兩種類型的恒星“尸體”都會(huì)扭曲它們周圍的空間、時(shí)間和物質(zhì)。

【資料圖】

盡管在銀河系年輕的時(shí)候肯定已經(jīng)形成了數(shù)十億顆恒星，但是這些奇異的“尸體”被創(chuàng)造它們的超新星甩到了黑暗的星際空間，因此被天文學(xué)家們忽略了，直到現(xiàn)在。通過(guò)仔細(xì)重現(xiàn)這些古老的死亡恒星的整個(gè)生命周期，研究人員構(gòu)建了第一張顯示其“尸體”所在的詳細(xì)地圖。

論文的共同作者、悉尼天文學(xué)研究所的Peter Tuthill教授說(shuō)：“尋找這些古老天體的問(wèn)題之一是，直到現(xiàn)在，我們還不知道該去哪里尋找。最古老的中子星和黑洞是在銀河系比較年輕、形狀不同的時(shí)候產(chǎn)生的，然后受到了跨越數(shù)十億年的復(fù)雜變化。對(duì)所有這些進(jìn)行建模以找到它們是一項(xiàng)重大任務(wù)。”

新形成的中子星和黑洞符合今天的星系，所以天文學(xué)家知道該去哪里尋找。但是最古老的中子星和黑洞就像幽靈一樣，仍然在很久以前“拆除的房子里”出沒(méi)，所以它們更難找到。

“這就像試圖找到神話中大象的墓地，”Tuthill教授說(shuō)，指的是一個(gè)地方，根據(jù)傳說(shuō)，老象會(huì)去那里獨(dú)自死去，遠(yuǎn)離它們的群體。“這些罕見(jiàn)的大質(zhì)量恒星的殘骸一定在那里，但它們似乎將自己籠罩在神秘之中。”

Sweeney補(bǔ)充說(shuō)：“在追尋它們的真實(shí)分布時(shí)，我必須解決的最難問(wèn)題是解釋它們?cè)诋a(chǎn)生的暴力時(shí)刻所受到的‘踢’。超新星的爆炸是不對(duì)稱的，殘余物被高速拋出--每小時(shí)達(dá)數(shù)百萬(wàn)公里--更糟糕的是，這對(duì)每個(gè)天體來(lái)說(shuō)都是以未知和隨機(jī)的方向發(fā)生的。”

但是，宇宙中沒(méi)有什么東西能長(zhǎng)期靜止不動(dòng)，所以即使知道爆炸性“踢球”的可能規(guī)模也是不夠的：研究人員必須深入到宇宙時(shí)間的深處，重建它們?cè)跀?shù)十億年中的行為方式。

“這有點(diǎn)像斯諾克比賽，”Sweeney說(shuō)。“如果你知道球被打到哪個(gè)方向，以及有多大的力度，那么你就可以算出它最終會(huì)在哪里。但是在太空中，天體和速度都要大得多。另外，‘球桌’不是平的，所以恒星的殘骸在銀河系中的復(fù)雜軌道上穿行。”

“最后，與斯諾克球桌不同，這里沒(méi)有摩擦，所以它們永遠(yuǎn)不會(huì)減速。幾乎所有曾經(jīng)形成的殘余物都還在那里，像幽靈一樣在星際空間中滑行。”

他們與悉尼大學(xué)的研究員Sanjib Sharma博士和莫納什大學(xué)的Ryosuke Hirai博士一起建立的復(fù)雜模型，對(duì)恒星的誕生地、它們的火熱結(jié)局以及它們隨著銀河系的演化最終分散的地方進(jìn)行了編碼。最后的結(jié)果是一張銀河系恒星“墓地”的分布圖。

“這有點(diǎn)讓人震驚，”Sharma博士說(shuō)。“我每天都在與我們今天所知道的可見(jiàn)星系的圖像打交道，我預(yù)計(jì)銀河系的地下世界會(huì)有微妙的不同，但大體上是相似的。我沒(méi)有料到在形式上會(huì)有如此徹底的變化。”

在生成的地圖中，銀河系特有的旋臂在 “銀河地下世界”版本中消失了。由于大多數(shù)殘骸的年齡，以及產(chǎn)生這些殘骸的超新星的能量“踢”的模糊效應(yīng)，這些殘骸完全被洗掉了。更耐人尋味的是，從側(cè)面看，銀河系的地下世界要比銀河系"膨大"得多--這是超新星注入的動(dòng)能將它們提升到可見(jiàn)的銀河系周圍的光環(huán)中的結(jié)果。

Hirai博士說(shuō)：“也許我們的研究中最令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是，踢的力度如此之大，以至于銀河系將完全失去這些殘骸中的一些。它們被踢得如此厲害，以至于大約30%的中子星被甩到了星系間的空間，再也沒(méi)有回來(lái)。”

Tuthill補(bǔ)充說(shuō)：“對(duì)我來(lái)說(shuō)，我們?cè)谶@項(xiàng)工作中發(fā)現(xiàn)的最酷的事情之一是，即使我們太陽(yáng)周圍的本地恒星鄰域也可能有這些幽靈般的訪客經(jīng)過(guò)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我們最近的殘骸應(yīng)該只有65光年遠(yuǎn)：從銀河系的角度來(lái)看，或多或少是在我們的‘后院’。”

“這項(xiàng)研究最令人興奮的部分仍然在我們面前，”Sweeney說(shuō)。“現(xiàn)在我們知道在哪里尋找，我們正在開(kāi)發(fā)技術(shù)去獵取它們。我敢打賭，‘銀河系的地下世界’不會(huì)在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)被籠罩在神秘之中。”