Ο Ήλιος αγωνίζεται μέσω του Γαλαξία με ταχύτητα 30 φορές μεγαλύτερη από ένα διαστημικό λεωφορείο σε τροχιά (ρολόι στα 220 km / s σε σχέση με το γαλαξιακό κέντρο). Περίπου ένα στα δισεκατομμύρια αστέρια ταξιδεύουν με ταχύτητα περίπου 3 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο μας - τόσο γρήγορα που μπορούν εύκολα να ξεφύγουν από τον γαλαξία εντελώς!
Ανακαλύψαμε δεκάδες από αυτά τα λεγόμενα αστέρια υπερ-ταχύτητας. Αλλά πώς ακριβώς φτάνουν αυτά τα αστέρια σε τόσο υψηλές ταχύτητες; Οι αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο του Λέστερ ίσως βρήκαν την απάντηση.
Η πρώτη ένδειξη έρχεται να παρατηρήσει τα αστέρια της υπερ-ταχύτητας, όπου μπορούμε να παρατηρήσουμε την ταχύτητα και την κατεύθυνση τους. Από αυτές τις δύο μετρήσεις, μπορούμε να εντοπίσουμε αυτά τα αστέρια προς τα πίσω για να βρούμε την προέλευσή τους. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα περισσότερα αστέρια υπερκινητικότητας αρχίζουν να κινούνται γρήγορα στο Γαλαξιακό Κέντρο.
Τώρα έχουμε μια γενική ιδέα για το πού αυτά τα αστέρια κερδίζουν την ταχύτητά τους, αλλά όχι πως φτάνουν σε τέτοιες υψηλές ταχύτητες. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι δύο διαδικασίες είναι πιθανό να κλωτσούν αστέρια σε τόσο μεγάλες ταχύτητες. Η πρώτη διαδικασία περιλαμβάνει μια αλληλεπίδραση με την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα (Sgr A *) στο κέντρο του γαλαξία μας. Όταν ένα σύστημα δυαδικού αστεριού περιπλανιέται πολύ κοντά στο Sgr A *, το ένα αστέρι είναι πιθανό να συλληφθεί, ενώ το άλλο αστέρι είναι πιθανό να απομακρυνθεί από τη μαύρη τρύπα με ανησυχητικό ρυθμό.
Η δεύτερη διαδικασία περιλαμβάνει μια έκρηξη σουπερνόβα σε δυαδικό σύστημα. Ο Δρ Kastytis Zubovas, επικεφαλής συγγραφέας στο έγγραφο που συνοψίστηκε εδώ, δήλωσε στο Space Magazine, «Οι εκρήξεις σουπερνόβα σε δυαδικά συστήματα διαταράσσουν αυτά τα συστήματα και επιτρέπουν στο εναπομείναν αστέρι να πετάξει, μερικές φορές με αρκετή ταχύτητα για να ξεφύγει από τον Γαλαξία».
Υπάρχει, ωστόσο, μια προειδοποίηση. Τα δυαδικά αστέρια στο κέντρο του Γαλαξία μας θα είναι τόσο σε τροχιά μεταξύ τους όσο και σε τροχιά Sgr A *. Θα έχουν δύο ταχύτητες που σχετίζονται με αυτές. «Εάν η ταχύτητα του αστεριού γύρω από το κέντρο μάζας του δυαδικού συμβαίνει να ευθυγραμμιστεί στενά με την ταχύτητα του κέντρου μάζας γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, η συνδυασμένη ταχύτητα μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη για να ξεφύγει εντελώς από τον Γαλαξία», εξήγησε ο Zubovas.
Σε αυτήν την περίπτωση, δεν μπορούμε να περιμένουμε να παρατηρήσουμε μια έκρηξη σουπερνόβα που διαλύει ένα δυαδικό σύστημα. Θα πρέπει να είμαστε πολύ τυχεροί για να το καταλάβουμε! Αντ 'αυτού, οι αστρονόμοι βασίζονται στη μοντελοποίηση υπολογιστών για να αναδημιουργήσουν τη φυσική ενός τέτοιου γεγονότος. Ρύθμισαν πολλαπλούς υπολογισμούς για να προσδιορίσουν τη στατιστική πιθανότητα να συμβεί το συμβάν και να ελέγξουν εάν τα αποτελέσματα ταιριάζουν με τις παρατηρήσεις.
Οι αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο του Λέστερ έκαναν ακριβώς αυτό. Το μοντέλο τους περιλαμβάνει πολλαπλές παραμέτρους εισόδου, όπως τον αριθμό των δυαδικών αρχείων, τις αρχικές τους θέσεις και τις τροχιακές παραμέτρους τους. Στη συνέχεια υπολογίζει πότε ένα αστέρι μπορεί να υποστεί έκρηξη σουπερνόβα και ανάλογα με τη θέση των δύο αστεριών εκείνη τη στιγμή, την τελική ταχύτητα του εναπομείναντος αστεριού.
Η πιθανότητα ότι ένα σουπερνόβα διακόπτει ένα δυαδικό σύστημα είναι μεγαλύτερη από 93%. Αλλά το δευτερεύον αστέρι ξεφεύγει από το γαλαξιακό κέντρο; Ναι, 4 - 25% του χρόνου. Ο Zubovas περιέγραψε: «Αν και αυτό είναι ένα πολύ σπάνιο περιστατικό, μπορούμε να περιμένουμε να δημιουργηθούν αρκετές δεκάδες τέτοια αστέρια πάνω από 100 εκατομμύρια χρόνια». Τα τελικά αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι αυτό το μοντέλο εκτοξεύει αστέρια με ρυθμούς αρκετά υψηλούς ώστε να ταιριάζει με τον παρατηρούμενο αριθμό αστεριών υπερ-ταχύτητας.
Όχι μόνο ο αριθμός των αστεριών υπερ-ταχύτητας ταιριάζει με τις παρατηρήσεις αλλά και την κατανομή τους σε όλο το χώρο. «Τα αστέρια της υπερπεριοχής που παράγονται με τη μέθοδο διάσπασης του σουπερνόβα μας δεν κατανέμονται ομοιόμορφα στον ουρανό», δήλωσε ο Δρ Graham Wynn, συν-συγγραφέας στο χαρτί. "Ακολουθούν ένα μοτίβο που διατηρεί ένα αποτύπωμα του αστρικού δίσκου στον οποίο σχηματίστηκαν. Τα αστέρια που παρατηρήθηκαν υπερ-ταχύτητα φαίνονται να ακολουθούν ένα μοτίβο παρόμοιο."
Στο τέλος, το μοντέλο ήταν πολύ επιτυχημένο στο να περιγράψει τις παρατηρούμενες ιδιότητες των άστρων υπερ-ταχύτητας. Η μελλοντική έρευνα θα περιλαμβάνει ένα πιο λεπτομερές μοντέλο που θα επιτρέψει στους αστρονόμους να κατανοήσουν την απόλυτη μοίρα των άστρων υπεραπόστασης, την επίδραση που έχουν οι εκρήξεις σουπερνόβα στο περιβάλλον τους και το ίδιο το γαλαξιακό κέντρο.
Είναι πιθανό ότι και τα δύο σενάρια - τα δυαδικά συστήματα που αλληλεπιδρούν με την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα και το ένα που υφίσταται έκρηξη σουπερνόβα - σχηματίζουν αστέρια υπεραπόστασης. Η μελέτη και των δύο θα συνεχίσει να απαντά σε ερωτήσεις σχετικά με το πώς σχηματίζονται αυτά τα γρήγορα αστέρια.
Τα αποτελέσματα θα δημοσιευτούν στο Αστροφυσικό Περιοδικό (το προτύπωμα διατίθεται εδώ)
