Bizarná hviezda, ktorá sa rúti z centra našej galaxie, je najrýchlejšia svojho druhu, akú sme kedy videli

Rádiový obraz galaktického centra. (SARAO)

Astronómovia objavili novú hviezdu hlavnej postupnosti, ktorá je najrýchlejšia svojho druhu, aká sa kedy našla v Mliečnej dráhe. To sa rúti cez galaxiu rýchlosťou až 1700 kilometrov za sekundu a uháňa zo stredu galaxie.

Vďaka tomu je tiež prvou hviezdou, ktorú astronómovia môžu s istotou identifikovať ako vyvrhnutú z galaktického centra. To znamená, že bol pravdepodobne aktivovaný interakciou so supermasívom čierna diera tam je kolos Sagittarius A* (Sgr A*).

„Hviezdu sme vlastne objavili náhodou,“ povedal pre Energyeffic astronóm Daniel Zucker z Macquarie University.



'Uskutočnili sme prieskum s názvom S5... na pozorovanie hviezd v hviezdnych prúdoch, čo sú štruktúry okolo našej galaxie vytvorené hviezdokopami a trpasličými galaxiami, keď sú roztrhané na kusy slapovými silami Mliečnej dráhy.'

Podľa Zuckera nám spektrá hviezd môžu povedať o ich teplotách, zložení a veku, ako aj o tom, ako rýchlo sa pohybujú smerom k nám alebo od nás (ich radiálna rýchlosť).

„Ako vedľajší projekt profesor Sergey Koposov z Carnegie Mellon University skúmal spektrá z prieskumu S5, aby hľadal hviezdy s vysokými radiálnymi rýchlosťami; bol veľmi prekvapený, keď zistil, že jedna hviezda – ktorú nazval S5-HVS1 – sa od nás vzďaľuje rýchlosťou vyše 1000 km/s!“

Následné pozorovania a výpočty potvrdili výsledok a poskytli šialene vysokú rýchlosť 1 700 km/s.

S5-HVS1 je celkom zaujímavý. Je to hlavná postupnosť alebo „živá“ hviezda, ktorá vo svojom jadre stále prechádza vodíkovou fúziou; v skutočnosti je relatívne mladý, má len 500 miliónov rokov z jeho odhadovanej 1 miliardy rokov života.

Je to Hviezda typu A približne 2,35-násobok hmotnosti Slnka a žiari celkom jasne. Vďaka týmto vlastnostiam je medzi týmito rýchlymi hviezdami, známymi ako hypervelocity stars alebo HSV, skutočným čudákom.

Je to preto, že podľa a analýza z roku 2015 , tie HSV, ktoré astronómovia našli v hlavnej sekvencii, majú tendenciu Hviezdy typu O a B : veľmi horúce a masívne hviezdy typu „ži rýchlo a zomri mladé“, ktoré nežijú viac ako a niekoľko desiatok miliónov rokov .

Existujú tiež hyperrýchlostné „mŕtve“ hviezdy alebo neutrónové hviezdy, ako predchádzajúci držiteľ rýchlostného rekordu, RX J0822−4300 , so zdanlivou rýchlosťou nad 1 500 kilometrov za sekundu – rekordná rýchlosť, keď bola prvýkrát vypočítaná v roku 2006.

Neskôr novší výskum zistil, že je výrazne pomalší , ale aj tak boli minulý rok identifikované rýchlejšie mŕtve hviezdy: dvaja bieli trpaslíci okolo 2200 kilometrov za sekundu .

Ale hyperrýchlostné mŕtve hviezdy majú ajasnejší pôvod: keď sa umierajúca hviezda dostane do supernovy, výbuch môže byť asymetrický, pričom samotnú hviezdu vymrští do vesmíru šialenou rýchlosťou. Predpokladá sa, že za bielych trpaslíkov je zodpovedná dvojitá detonácia, pri ktorej obe hviezdy vybuchnú.

Pred S5-HVS1 (na ktorého objav sa stále čaká peer review ), bola súčasná nesporne najrýchlejšia známa hviezda hlavnej postupnosti v galaxii US 708 rýchlosťou 1200 kilometrov za sekundu. Je to typ O. S5-HVS1 to vyfúkne z vody.

Ale bez výbuchu, ako sa hviezdy hlavnej sekvencie dostanú do takej šialenej rýchlosti? No, to je miesto čierne diery Vstúpte.

Astronómovia si myslia, že doteraz identifikované hviezdy hlavnej postupnosti s vysokou rýchlosťou mohli byť vyvrhnuté do vesmíru prostredníctvom výmenných interakcií troch telies, kde jedno z telies je čierna diera a ďalšie dve sú hviezdy v binárnom systéme.

(Vydýchnite si a pozrite si túto krásnu animáciu systému troch telies, ktorý zaznie.)

'Trojtelové výmenné interakcie medzi hviezdami a masívna čierna diera nevyhnutne oddeľuje hviezdy od galaxie,' napísal astronóm Warren Brown z Harvard Smithsonian Center for Astrophysics v roku 2015.

'Pretože hviezdy majú konečné veľkosti, iba masívny kompaktný objekt môže vysvetliť hviezdy vyvrhnuté rýchlosťou 1 000 km s-1.'

Pozícia S5-HVS1, približne 29 000 svetelných rokov od Zeme, a rýchlosť, s akou sa pohybuje, naznačujú, že bola vykopnutá z galaktického centra asi pred 4,8 miliónmi rokov veľkou silou.

'Náš model jej obežnej dráhy naznačuje, že jej počiatočná rýchlosť bola dosť podobná súčasnej rýchlosti - približne 1800 km/s,' povedal Zucker.

'Na dosiahnutie tejto rýchlosti by bolo potrebné preniesť približne 6 x 10^42 joulov kinetickej energie - pre porovnanie, takýto kop by zrýchlil Zem na 0,997-násobok rýchlosti svetla!'

Odvtedy sa rúti vesmírom - ale mechanizmus, ktorý ho vykopol, je o niečo menej jasný.

Aby došlo k výmene troch telies, podľa článku by jedna z hviezd musela mať relatívne nízku hmotnosť, menšiu ako hmotnosť Slnka, uzavretá na krátkodobú obežnú dráhu s S5-HVS1 - v trvaní 3 až 40 dní.

Hoci by tieto dvojhviezdy boli zriedkavé, sú možné. Akrécia udalosť pred niekoľkými miliónmi rokov mohla odštartovať tvorbu hviezd v galaktickom centre, čím sa vytvorila dvojhviezda S5-HSV1. Jeho trajektória je zvláštne zosúladená s diskom týchto hviezd, čo by mohlo naznačovať, že odtiaľ pochádza.

„Základná myšlienka (niekedy označovaná ako Hillsov mechanizmus) je, že dvojhviezdny systém (dve hviezdy obiehajúce okolo seba) sa dostane do blízkosti superhmotnej čiernej diery a jedna z hviezd je zachytená čiernou dierou,“ vysvetlil Zucker. .

„Keď je zachytená hviezda vytiahnutá na obežnú dráhu okolo čiernej diery, druhá hviezda je vymrštená do vesmíru vysokou rýchlosťou – v prípade čiernej diery s hmotnosťou niekoľko miliónovkrát väčšou ako Slnko by vyvrhnutá hviezda mohla dosiahnuť rýchlosť ~1000 km/s alebo viac.'

Ďalšou možnosťou je, že prechodná čierna diera v galaktickom strede sa pred niekoľkými miliónmi rokov zlúčila s Sgr A*. Dynamické trenie v posledných fázach jeho špirály mohlo vyhodiť hviezdy z galaktického centra.

Hoci existuje len málo dôkazov o takejto udalosti, mohla by sa preskúmať hľadaním ďalších hyperrýchlostných hviezd vyvrhnutých v rovnakom čase ako S5-HVS1.

O samotnej hviezde sa tiež možno dozvedieť viac. Nové vydanie údajov Gaia - projektu mapovania galaxie v troch rozmeroch s najvyššou úrovňou presnosti a detailov - sa očakáva koncom roka 2021.

„Ďalšie pozorovania hviezdy, a najmä ďalšie zverejnenie údajov Gaia, nám umožnia zmerať 3D polohu a rýchlosť hviezdy s väčšou presnosťou, a teda lepšie modelovať jej obežnú dráhu; to nám umožní presne určiť pôvod hviezdy, 'povedal Zucker.

'Okrem toho, objav ďalších takýchto HVS nám poskytne informácie o tom, čo sa deje v galaktickom centre, a umožní nám získať lepšiu predstavu o tvare a rozložení hmoty galaxie.'

Výskum bol predložený na Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti a je k dispozícii na webovej stránke s predtlačou arXiv .

Aktualizácia 1. augusta 2019: Článok aktualizovaný o komentáre Daniela Zuckera.

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.