大多数人可能知道宇宙充满了基本粒子，但并非所有人都知道宇宙中也充满了极速恒星，它们像梭鱼一样在太空中自由穿梭。这些恒星是被位于星系合并焦点的引力弹弓抛射出来的——在那里，一对超大质量黑洞合并，同时将恒星从宿主星系中踢出，就像击球手将一系列本垒打击出公园一样。随着黑洞对收紧，其轨道速度上升，提供更强大的甩力。最终，根据阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论，这个过程将一些恒星加速到接近光速，使它们成为天体物理学家所称的“相对论性”恒星。
2014年，我和我的前博士后詹姆斯·吉洛雄计算了星系之间广阔空间中自由落体相对论性恒星的丰度，以及在遥远距离探测它们的难度。居住在围绕这些喷射恒星之一运行的行星上，并见证它在太空中的旅行，一定令人兴奋。这段旅程始于母星系的中心，穿过许多有趣的地点，在一百万年内到达星系光环的边缘，最终到达星系际空间，在数十亿年的时间里经过宇宙目的地——所有这些我们几乎无法通过望远镜看到。
这些相对论性恒星代表了星系际旅行社可以提供的最有吸引力的旅行套餐，它们还提供健康益处。以接近光速旅行使您有权享受时间膨胀的福利——相对于那些被抛在后面的人，减缓所有旅行者的自然衰老过程。
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即使在没有星系合并的情况下，受到星系中心黑洞附近强引力牵引的恒星也可能达到光速。2020年诺贝尔物理学奖的一半共同授予了莱因哈德·根泽尔和安德里亚·盖兹，以表彰他们对银河系超大质量黑洞人马座A*附近以百分之几光速移动的恒星进行监测的项目。预计相对论性恒星会因引力束缚在许多其他星系中心的黑洞周围。
如果星系核中的相对论性恒星彼此相撞，由此产生的正面碰撞可能会产生比典型超新星更具能量的爆炸——超新星是质量巨大的恒星在核燃料耗尽后坍缩时发生的爆炸。为了使双星碰撞以接近光速发生，中心黑洞的质量必须超过1亿个太阳。在质量较低的情况下，例如人马座A*这样的黑洞，其质量“仅”为400万个太阳，黑洞强大的潮汐力会在恒星接近黑洞时将其“意大利面化”。正如我的前学生尼克·斯通的博士论文所示，被瓦解的恒星会在它们足够接近黑洞视界以达到光速之前，就散布成气体流。
在质量较高的情况下，在其事件视界处，引力潮汐（其强度与黑洞质量的平方成反比）足够弱，以至于不会瓦解经过的恒星。正如我在与我的前研究生道格·鲁宾合著的预印本论文以及与耶路撒冷希伯来大学的什穆埃尔·巴尔伯格和雷姆·萨里合著的后续预印本论文中所示，在距任何一种黑洞较远距离轨道上运行的恒星速度较低，它们的碰撞会导致微弱的爆炸。
在最巨大的黑洞附近会发生什么？在这些区域，恒星可以接近光速运行，而不会受到潮汐瓦解。在一篇新论文中，我和我现在的研究生贝蒂·胡表明，靠近这些大型黑洞的恒星碰撞会引发宇宙中最剧烈的爆炸，释放的能量比普通超新星爆炸高出数千倍。银河核中的这些超亮爆炸将可以通过位于薇拉·C·鲁宾天文台的遗产空间和时间巡天（LSST）相机在宇宙边缘探测到，该天文台计划在未来几年内开始运行。
还有另一种从星系中心以高速发射恒星的方法。一对双星在靠近超大质量黑洞时，可能会被其引力潮汐分离。正如杰克·希尔斯在1988年提出的理论预测，其中一颗恒星被踢得更靠近黑洞，而另一颗则以高速喷射出去。一颗恒星被踢向黑洞的力道可以解释为什么根泽尔和盖兹发现的人马座A*附近存在最靠近的恒星。它们的伴星被喷射出来很可能是沃伦·布朗及其合作者在2005年在银河系晕中发现的超高速恒星的起源，这些超高速恒星由沃伦·布朗和他的合作者于2005年发现于银河系晕中。这些超高速恒星的移动速度高达光速的2%，并且可能携带行星。正如我在2012年与我的前学生伊丹·金斯堡合写的一篇论文中提出的理论，通过喷射过程释放出来的行星构成了超高速行星群体。
总而言之，星系核为自然免费提供的最快宜居平台提供了发射地点。如果先进的技术文明选择迁移到星系中心，就像宇航员和观众在火箭发射期间涌向佛罗里达州卡纳维拉尔角一样，这也就不足为奇了。考虑到这一观点，对外星智能的搜索应该检查来自超高速恒星搭乘者的无线电信号。每当一颗高速恒星从那里射出时，我们也可能会注意到它们在星系中心的亲戚燃放的庆祝焰火。
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