幾類超高速星速度分布研究

(新疆大學 物理學院，新疆 烏魯木齊 830046)

1 超高速星的概述

超高速星是一類能夠從銀河系逃逸的恒星，它們是銀心存在超大質量黑洞的有力證據，也是研究銀河系暈的形狀、銀河系引力勢模型以及銀心初始質量函數等問題的有力工具，在科研上具有很重要的意義。

超高速星具有的空間速度一般大于等于30km/s.這些高速星的壽命大約百萬年數量級，這表明高速星從誕生到發生核塌縮超新星爆發已經走過了很長的距離。

產生高速星的機制有三類，一是銀河系中心黑洞的吞噬，二是在雙星系統中發生Ⅰb型、Ⅱ型超新星，三是雙星系統在演化中發生Ⅰa型超新星爆發。

2 超高速星的分類

2.1 黑洞吞噬產生的超高速星

當雙星系統或是幾顆星產生的星族經過銀河系中心黑洞時，被中心黑洞所捕獲，而未被其捕獲的哪顆星，將以很大的初速度被拋出。這類高速星速度極大，一般在200km/s 以上，遠大于二三類高速星很容易被識別。至今發現的此類高速星僅有9顆。

2.2 Ⅰb型、Ⅱ型超新星爆發產生的超高速星

這類高速星主要發生在雙星演化的過程中，當大質量的主星演化至發生Ⅰb型、Ⅱ型超新星爆發。由于超新星爆發的不對稱性，使得主星獲得較大的kick 速度，而主星將演化成為中子星或者黑洞，從而對雙星系統產生影響。

2.3 Ⅰa型超新星爆發產生的超高速星

這類超高速星也是發生在雙星演化階段，區別于第二類的是，此時主星發生的是Ⅰa型超新星爆發，這種超新星爆發之后，整個主星將消失殆盡，只剩下伴星。這顆伴星將繼承所有的角動量，以較高的速度運行，這是我們要討論的另一類超高速星。

3 在天文中的觀測

黑洞吞噬的超高速星，具有亮度高，速度快的特點。其速度大小一般在200km/s 以上，至今決定的只有9顆。

其在觀測上有如下特點:

(1)較多的He 含量，較大的旋轉速度，當主星填滿洛希瓣接受了質量和角動量的伴星將變為速逃星。當主星中只有He時，質量轉化停止，伴星轉速加劇。

(2)伴星轉化為藍偏移星，由于吸收He 核，使其的金屬豐度降低，因而具有更年輕的年齡。

(3)主星先演化，但超高速星的年齡大于主星。

以此為觀測依據，我們共觀測到56顆星，相對于原來軌道的速度均介于30km/s到200km/s 之間。

4 大樣本計算機模擬方法

我們采用蒙特卡羅大樣本計算的方式，對雙星演化進行計算機模擬。用以上的兩個模型對Hurly2002年的雙星演化程序進行改編，計算一千萬個雙星樣本，從而得到兩類超高速星速度分布的統計規律.

5 總結

本文選取了適當的物理模型，對程序的進行改編。利用蒙特卡羅大樣本模擬計算，得到超高速星速度分布的統計規律，最后，利用origin 畫圖軟件對數據進行分析總結。利用觀測數據和大樣本的理論計算進行對比，得到理論和已有觀測可以較好的吻合。

6 展望

超高速星是一類能夠從銀河系逃逸的恒星，它們是銀心存在超大質量黑洞的有力證據，也是研究銀河系暈的形狀、銀河系引力勢模型以及銀心初始質量函數等問題的有力工具，在科研上具有很重要的意義。

本文的通過理論計算發現，由Ιa型超新星爆發產生的超高速星，其速度遠大于其他類型的超新星爆發產生的高速星。從而能對超高速星的發現及分類，起到一定的指導作用。

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