宇宙中最快的非束缚恒星

超高速星（HVS）以近 $10^{3}$ km s$^{-1}$ 的速度离开我们的银河系，这一发现为银河系中心存在大质量致密天体提供了有力证据。通过恒星双星瓦解抛射出的 HVS 偶尔会产生速度 $v_{\infty} \lesssim 10^4$ km s$^{-1}$ 的恒星；在此我们表明，这一机制可以扩展到大质量黑洞（MBH）并合，其中次级恒星被质量 $M_2 \gtrsim 10^5 M_{\odot}$ 的 MBH 取代。我们发现，原本束缚于次级 MBH 的恒星经常以 $v_{\infty} > 10^4$ km s$^{-1}$ 的速度被抛射，偶尔速度可达 $\sim 10^5$ km s$^{-1}$（光速的三分之一），因此我们将这些系统抛射出的恒星称为“半相对论性”超高速星（SHS）。由于不束缚于任何星系，这些恒星的速度极大，足以在自抛射以来的时间内穿越可观测宇宙的相当大一部分（数 Gpc）。我们证明，如果相当大比例的 MBH 并合经历一个轨道偏心率 $\gtrsim 0.5$ 且近心点距离为主黑洞史瓦西半径数十倍的阶段，那么快速运动（$v_{\infty} > 10^{4}$ km s$^{-1}$）SHS 的空间密度可能高达 $10^{3}$ Mpc$^{-3}$。数百颗 SHS 将是巨星，可被未来的全天红外巡天（如 WFIRST 或 Euclid）和自行巡天（如 LSST）探测到，并可通过 JWST 进行光谱后续观测。