對于三大宇宙速度，相信大家都是不陌生，簡單來講就是，第一、第二、第三宇宙速度分別為7.9公里/秒、11.2公里/秒、16.7公里/秒，它們分別對應物體環(huán)繞地球運行、擺脫地球引力束縛以及飛出太陽系的速度。

(資料圖)

需要注意的是，這三個宇宙速度其實是適用于物體僅憑自身慣性飛行的速度，而假如一個物體擁有持續(xù)的動力，那就可以無視這三個速度的限制，哪怕只是每秒鐘只飛10米，只要持續(xù)時間足夠久，照樣可以飛出地球，甚至是飛出太陽系。

那有沒有第四宇宙速度呢？答案是肯定的，從理論上來講，第四宇宙速度對應的就是物體在無需要額外動力的情況下，僅憑自身慣性就能直接飛出銀河系的速度，根據科學家的估算，在我們太陽系所在的區(qū)域，第四宇宙速度大約320公里/秒（以銀河系作為參考系，不考慮太陽公轉速度）。

根據近日的一項研究，科學家通過蓋亞衛(wèi)星在銀河系中發(fā)現了一顆創(chuàng)紀錄的超高速恒星，這顆編號為“J0927”的白矮星，其速度高達822.7萬公里/小時，它打破了之前由一顆編號為“D6-1”的白矮星所保持的792萬公里/小時的紀錄，成為了目前銀河系中已知速度最快的超高速恒星。

簡單換算一下可知，822.7萬公里/小時大約就是2285公里/秒，可以看到，“J0927”的速度遠超第四宇宙速度，那么問題就來了，它的速度為什么會如此之快呢？

科學家認為，“J0927”應該來自一種罕見的“動態(tài)驅動雙簡并雙爆超新星”（dynamically driven double-degenerate double-detonation supernova），這具體是怎么回事呢？我們需要從白矮星的演化講起。

所謂白矮星，其實就是中等質量恒星在其內部核聚變反應停止之后留下的核心，它們的密度很大，如果將太陽壓縮成白矮星這樣的密度，那太陽的體積就將與地球差不多。

白矮星之所以能夠穩(wěn)定地存在，是因為它們的內部基本上都是碳和氧，而白矮星內部的溫度和壓力不足以點燃碳和氧的核聚變，在這種情況下，白矮星上的物質就可以憑借“電子簡并壓”來抵擋其自身的引力坍縮，進而達到一種平衡狀態(tài)，但假如一顆白矮星能夠從外部吸收到更多的物質，那這種平衡狀態(tài)就會被打破。

從理論上來講，白矮星的質量有一個上限，這被稱為“錢德拉塞卡極限”，其理論值約為太陽質量的1.44倍，一旦白矮星的質量超過這個上限，那“電子簡并壓”就不足以抵擋白矮星自身的引力坍縮，于是白矮星體積就會不斷地收縮，進而造成其內部的溫度和壓力不斷上升，當達到一定程度時，就會引發(fā)其內部的碳和氧發(fā)生核聚變。

白矮星上的簡并態(tài)物質傳熱性能極佳，核聚變反應一旦啟動，其產生的熱量就會以極高的速度在整個星體傳導，這會使更多的物質發(fā)生核聚變，而更多的核聚變則會釋放出更多的熱量，進而推動整個星體的溫度急劇上升，在此基礎上，核聚變的反應速率又對溫度極為敏感，隨著溫度的上升，其反應速率也將會出現指數級地增加。

如此一來，就形成了一個正反饋的過程，而這一過程就會導致白矮星在極短的時間內發(fā)生熱失控的核聚變反應，進而發(fā)生威力巨大的爆炸，這就被稱為“Ia型超新星”。

那么，白矮星怎么從外部吸收更多的質量呢？一個常見途徑就是它們的伴星，比如說在一個雙星系統(tǒng)中，其中的一顆恒星首先演化成白矮星，而另一顆恒星則在此之后漸漸演化成一顆紅巨星，在這種情況下，只要兩顆恒星之間的距離比較近，白矮星就可以源源不斷從結構松散的紅巨星吸收到物質。

這種超新星爆發(fā)就是所謂的“動態(tài)驅動雙簡并雙爆超新星”，它其實就是一種特殊的“Ia型超新星”。需要知道的是，“Ia型超新星”釋放的能量可以達到10的44次方焦耳，這大概相當于太陽在其長達100億年的主序星階段釋放出的總能量，據此我們不難想象，被如此強大的能量“炸飛”的那顆白矮星，其速度會有多快，就算是遠超第四宇宙速度，也不足為奇。

值得一提的是，考慮到宇宙空間幾乎不存在阻力，因此我們完全可以想象出，在遙遠的未來，“J0927”這顆創(chuàng)紀錄的超高速恒星很可能會直接飛出銀河系，從此成為一顆“流浪恒星”。

參考資料：The fastest stars in the Galaxy, arXiv:2306.03914v1

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