星系之間空曠的地帶會不會存在孤零零的恆星?


有的,有些星(超高速星, Hyper Velocity Star, 縮寫HVS)的速度非常高,超過了銀河系的逃逸速度,最終會飛出銀河系的引力範圍,變成星系際空間孤獨的流浪者。為什麼會有速度這麼高的星呢?有種理論認為雙星經過一個黑洞附近時,複雜的三體運動有時會把一顆星「彈開」。還有假說是超新星爆發,如果噴發物不對稱,恆星就像裝了個火箭在身上。另外星系碰撞也會製造大量的孤獨恆星。例如若干億年後銀河系與仙女座大星系相撞,短時間內會集中甩出去大量恆星。

有趣的是,這些恆星周圍可能也會有行星,這些行星上如果進化出了「人類」,他們看到的夜空漆黑一片,沒有銀河,也幾乎看不到星星,天文學也許會發展的極其緩慢。直到有一天他們終於造出了能看到暗淡星系的望遠鏡:「哎呦我去…」


我比較質疑 @天倉五 這些恆星附屬行星上夜空一片漆黑的說法。就算只有一個孤零零的行星,假設上面「人類」眼睛和我們一樣,那麼它上面理論上應該是能用肉眼看到星系的。就像在地球上,用肉眼也能夠看到M31。

Local Group算是宇宙星系密度比較低的地區。但在1000萬光年的範圍內也有3個大星系和51個小星系。如果只按M31和銀河算,假設最極端情況,這顆行星離銀河有500萬光年。

銀河直徑10萬光年,那麼視角有1.14度,遠大於人眼解析度。M31直徑22萬光年,應該更大。M31在的地球視星約為4.36, 距離地球約250萬光年,如果距離遠一倍,星等暗1.50,那麼M31的視星等約為5.86,人眼視星等極限在6.5左右,絕對看得見。

因此這些行星的夜空很大可能不會是一片漆黑,雖然只有幾個極為暗淡的小點而已。

目前還沒有人對這類「流浪恆星」做過具體統計,目前看來距離銀河系從十多萬到六百萬光年的流浪恆星都有報道。
----------------
如果這些行星離星系很近,那麼它們看到的星空也許比地球上美多了,沒有恆星和星雲的阻礙,星系也許更為純粹和美麗。比如,如果在銀河系正上方大約10萬光年,那麼夜空中的銀河也許是這樣的。


(下圖確實是示意圖而已。也沒人能夠飛那麼遠拍一張下來。但是並不代表這麼遠看銀河就沒這麼大,我們做一個小計算。
如果離銀河正上方十萬光年,銀河系直徑也是十萬光年。那麼,整個天頂周圍大約正負26.5度天空都是銀河。我算了下大約有2177平方度。月亮大小是0.2平方度,想想一個比月亮大一萬倍的銀河高懸於天吧。)
考慮到離我們16萬光年,恆星數目僅有銀河系1/20的大麥哲倫雲在南半球也有0.9等星,在10萬光年外看銀河也應該是輕而易舉而且非常震撼的)

對比一下地球上的銀河。

當然對於這些行星,如果它們的初期的天文學發展肯定非常緩慢。至少測距,光譜等的發展是非常難的,可是它們的星系天文學可能比我們發達很多,因為源自銀河系內干擾非常少。
————————————————
另外補充,黑洞拋射中,星系中央黑洞拋射恆星可能是最為重要的驅動源。
http://arxiv.org/abs/1202.2152這篇文章發現的大約675顆恆星在銀河和M31之間,源自於銀河系中央黑洞拋射。

流浪恆星也不一定都是拋射出去,也有可能是新形成的,比如麥哲倫系統內Leading Arm內發現一些新的大質量OB星,很可能是大小麥哲倫星系與銀河系最近的相互作用,甩出去的氣體形成的新恆星。
https://arxiv.org/pdf/1307.5356v1.pdf


有,星系際恆星。
因為一些三體之間複雜作用導致它獲得了超過第三宇宙速度的速度,就會離開星系了。
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E9%9A%9B%E6%81%86%E6%98%9F
https://zh.wikipedia.org/wiki/HE_0437-5439

更正:應為第四宇宙速度。


張的回答已經很清楚了。
事實上,在各類巡天中,我們發現過許多超高速星,其中不少都有可能最終離開星系孤獨漂流。


我補充一下 @凌晨曉驥 說的星空黑暗的問題,我覺得這個要分情況。

M31是非點狀的,雖然整體亮度是4等多,但亮度不集中,實際上很難看到,反正我在北京這種地方從來沒看到過(包括用雙筒,我有大概50-100度近視,不戴眼鏡)。反而是4-5等的點狀星體在望遠鏡了很容易找到。

根據星等換算:
m=M-5log(d0/d)
d0 = 10 pc =32.616ly
絕對星等M在1000 pc之外(3000多光年)就下降了10等,3萬光年下降15等,30萬光年下降20等,絕對星等高於10等的又太少了,幾千光年的距離就能讓星空完全不一樣,幾十萬光年的之外,基本上不可能看到點狀星體了(超新星除外)。

實際肉眼觀察的經驗是片狀的天體除非是很亮,否則真的很難看到。M45那麼亮,實際上能看清楚的就那麼幾個,我問過幾個視力特別好的,也就能分辨出最亮的2-3個。

而且流浪恆星要看在什麼地方了,如果不小心誕生在巨洞里,空洞的直徑都是以幾千萬pc計的,近億光年,想像一下一億光年範圍內基本沒有啥東西的話,星空絕對非常的黑。

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A9%BA%E6%B4%9E_(%E5%A4%A9%E6%96%87%E5%AD%A6)
https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E6%81%86%E6%98%9F%E5%85%89%E5%BA%A6%E5%88%97%E8%A1%A8
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%95%E5%B0%8D%E6%98%9F%E7%AD%89


其實最大的一類星系間恆星大家都沒說,被撕碎的星系。包括兩類,一類是被大星系撕碎吞併的衛星星系,會有一些恆星被甩入深空。第二類更多,在超星系團中心地帶(比如Abell2744),大型的漩渦或棒漩星系會被巨橢圓星系撕裂,上千億顆恆星散落在星系間,我們雖然不能拍到單個恆星,但可以觀測到它們對整個星系團中心亮度的貢獻。


看樓上的回答都說有這樣的恆星
那如果這樣的恆星系存在文明,會不會長時間陷入宇宙中心論之中
並且對於這樣的孤島星系,他們的探測器或許永遠不能到達另一個恆星系
這是真正的孤獨吧


有的,會有些被星系甩出去的


這是對單身狗的新描述嗎?


這是一個我一年前提出來的問題

http://www.zhihu.com/question/29695149


如何進行跨星際旅行
——HE0437-5439是不是外文明的旅行工具?

現在的研究(2010年)認為這個達到光速0.3%的恆星,其年齡只有2500萬年,但它離開銀河系已經有一億年了。
研究認為這是一個三合星系統,利用銀河系黑洞引力彈射出去的,彈射出去的兩個恆星在2500萬年前合併成新星。

@天倉五 說不定HVS就是一個星系遠航艦隊呢…


這個,可以有。比如牧夫巨洞等宇宙巨洞中,橫跨數億光年,能存下上萬個「銀河系」,但實際上卻空空曠曠的只有幾十個星系……當然這樣範圍還是有點大了。畢竟哪怕只有一個星系,在位於該星系某個行星系統中的行星之上,夜裡望天還是能看到漫天繁星的。——但是肯定有位於巨洞中而又獨立於星系之外的行星系統,這些行星的母恆星距離其最近的其他恆星或許都有上百萬光年。那樣的話當他們在深夜仰望天空時,除了自己行星系的幾個其他行星之外,真的就看不到任何東西了……直到有一天,這個行星上的文明發明了(不算太強大的)望遠鏡——結果仰望天空,還是空無一星。這個時候,他們真的可以將「地心說(或他們的日心說)」奉為真理了……


在兩個星系之間,兩個星系的引力場都無法控制的地區,恆星很有可能進入遊離狀態


會的,就像地球上任何一個角落都可能存在著一種生物,「單身狗」


推薦閱讀:

天文學家有哪些不同類型,他們之間的區別是什麼?
如何評價鄭永春的薩根演講《未來 100 年,我們能到哪裡》以及他對火星開發前景的展望?
銀道坐標系以太陽為中心的坐標設定對天體物理學的研究發展是否利大於弊?
有哪些奇異有趣的系外行星?
如果我們生活在被潮汐鎖定的紅矮星行星上面,我們的天文學會怎樣發展?

TAG:天文學 | 天體物理學 | 天體力學 | 天體運動 |