Τα περισσότερα αστέρια στον γαλαξία μας συμπεριφέρονται προβλέψιμα, σε τροχιά γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας με ταχύτητες περίπου 100 km / s (62 mi / s). Αλλά μερικά αστέρια επιτυγχάνουν ταχύτητες που είναι σημαντικά μεγαλύτερες, στο βαθμό που μπορούν ακόμη και να ξεφύγουν από τη βαρυτική έλξη του γαλαξία. Αυτά είναι γνωστά ως αστέρια υπερ-ταχύτητας (HVS), ένας σπάνιος τύπος αστεριού που πιστεύεται ότι είναι το αποτέλεσμα αλληλεπιδράσεων με μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα (SMBH).
Η ύπαρξη του HVS είναι κάτι που θεωρούν οι αστρονόμοι για πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας του 1980 και μόνο 20 έχουν αναγνωριστεί μέχρι στιγμής. Αλλά χάρη σε μια νέα μελέτη από μια ομάδα Κινέζων αστρονόμων, δύο νέοι αστέρες υπερ-ταχύτητας έχουν προστεθεί σε αυτήν τη λίστα. Αυτά τα αστέρια, τα οποία έχουν χαρακτηριστεί LAMOST-HVS2 και LAMOST-HVS3, ταξιδεύουν με ταχύτητες έως 1.000 km / s (620 mi / s) και πιστεύεται ότι προέρχονται από το κέντρο του γαλαξία μας.
Η μελέτη που περιγράφει τα ευρήματα της ομάδας, με τίτλο "Ανακάλυψη δύο νέων άστρων υπεραποδήλωσης από τις φασματοσκοπικές έρευνες LAMOST", εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο. Με επικεφαλής τον Γιανγκ Χουάνγκ του Νοτιοδυτικού Ινστιτούτου Έρευνας Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Yunnan στο Κουνμίνγκ της Κίνας, η ομάδα βασίστηκε σε δεδομένα από το Φασματοσκοπικό Τηλεσκόπιο Fiber Multi-Object Area Large Sky (LAMOST) για να ανιχνεύσει αυτά τα δύο νέα αστέρια υπερ-ταχύτητας.
Οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι υπάρχουν μόνο 1000 HVS στον Γαλαξία μας. Δεδομένου ότι υπάρχουν έως και 200 δισεκατομμύρια αστέρια στον γαλαξία μας, αυτό είναι μόνο 0,0000005% του γαλαξιακού πληθυσμού. Ενώ αυτά τα αστέρια πιστεύεται ότι προέρχονται από το κέντρο του γαλαξία μας - υποτίθεται ότι είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με το SMBH μας, ο Τοξότης Α * - καταφέρνουν να ταξιδεύουν αρκετά μακριά, μερικές φορές ακόμη και να ξεφεύγουν εντελώς από τον γαλαξία μας.
Για αυτόν ακριβώς τον λόγο οι αστρονόμοι ενδιαφέρονται τόσο πολύ για το HVS. Δεδομένης της ταχύτητάς τους και των τεράστιων αποστάσεων που μπορούν να καλύψουν, η παρακολούθηση τους και η δημιουργία μιας βάσης δεδομένων για τις κινήσεις τους θα μπορούσαν να παρέχουν περιορισμούς στο σχήμα του φωτοστέφανου της σκοτεινής ύλης του γαλαξία μας. Ως εκ τούτου, ο Δρ Huang και οι συνάδελφοί του άρχισαν να κοσκινίζουν τα δεδομένα LAMOST για να βρουν στοιχεία για νέο HVS.
Βρίσκεται στην επαρχία Hebei, βορειοδυτική Κίνα, το παρατηρητήριο LAMOST λειτουργεί από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών. Κατά τη διάρκεια των πέντε ετών, αυτό το παρατηρητήριο διεξήγαγε μια φασματοσκοπική έρευνα 10 εκατομμυρίων αστεριών στον Γαλαξία μας, καθώς και εκατομμύρια γαλαξίες. Τον Ιούνιο του 2017, η LAMOST κυκλοφόρησε την τρίτη Έκδοση Δεδομένων (DR3), η οποία περιελάμβανε φάσματα που ελήφθησαν κατά την πιλοτική έρευνα και τα πρώτα τρία χρόνια τακτικών ερευνών.
Περιλαμβάνοντας υψηλής ποιότητας φάσματα 4,66 εκατομμυρίων αστεριών και τις αστρικές παραμέτρους επιπλέον 3,17 εκατομμυρίων, το DR3 είναι σήμερα ο μεγαλύτερος δημόσιος κατάλογος φασματικών παραμέτρων και αστρικών παραμέτρων στον κόσμο. Ήδη, τα δεδομένα LAMOST είχαν χρησιμοποιηθεί για την ταυτοποίηση ενός αστεριού υπερ-ταχύτητας, ενός αστεριού τύπου B1IV / V (κύρια ακολουθία blue subgiant / subdwarf) που ήταν 11 Ηλιακές Μάζες, 13490 φορές πιο φωτεινές από τον Ήλιο μας, και είχαν μια αποτελεσματική θερμοκρασία 26.000 K (25,727 ° C, 46,340 ° F).
Αυτό το HVS χαρακτηρίστηκε LAMOST-HSV1, προς τιμήν του παρατηρητηρίου. Μετά την ανίχνευση δύο νέων HVS στα δεδομένα LAMOST, αυτά τα αστέρια ορίστηκαν ως LAMOST-HSV2 και LAMOST-HSV3. Αρκετά ενδιαφέρον, αυτά τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα HVS είναι επίσης κυριότεροι μπλε νάνοι - ή αστέρι τύπου B2V και B7V, αντίστοιχα.
Ενώ ο HSV2 είναι 7,3 Ηλιακές μάζες, είναι 2399 φορές πιο φωτεινός από τον Ήλιο μας και έχει αποτελεσματική θερμοκρασία 20.600 K (20.327 ° C, 36.620 ° F), το HSV3 είναι 3.9 Solar Masses, είναι 309 φορές πιο φωτεινό από τον Ήλιο και έχει αποτελεσματική θερμοκρασία 14.000 Κ (24.740 ° C, 44.564 ° F). Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης την πιθανή προέλευση και των τριών HVS με βάση τις χωρικές τους θέσεις και τους χρόνους πτήσης.
Εκτός από το ότι θεωρούν ότι προέρχονταν από το κέντρο του Γαλαξία, θεωρούν επίσης εναλλακτικές δυνατότητες. Όπως δηλώνουν στη μελέτη τους:
«Τα τρία HVS συνδέονται χωρικά με γνωστές νέες αστρικές δομές κοντά στο GC, το οποίο υποστηρίζει μια προέλευση GC για αυτούς. Ωστόσο, δύο από αυτά, δηλαδή το LAMOST-HVS1 και 2, έχουν χρόνους ζωής μικρότερους από τους χρόνους πτήσης τους, υποδηλώνοντας ότι δεν έχουν αρκετό χρόνο για να ταξιδέψουν από το GC στις τρέχουσες θέσεις, εκτός εάν είναι μπλε stragglers (όπως στην περίπτωση του HVS HE 0437-5439). Το τρίτο (LAMOST-HVS3) έχει χρόνο ζωής μεγαλύτερο από το χρόνο πτήσης και, συνεπώς, δεν έχει αυτό το πρόβλημα.
Με άλλα λόγια, η προέλευση αυτών των αστεριών εξακολουθεί να είναι κάτι μυστήριο. Πέρα από την ιδέα ότι επιταχύνθηκαν με την αλληλεπίδραση με το SMBH στο κέντρο του γαλαξία μας, η ομάδα εξέτασε επίσης άλλες δυνατότητες που έχουν προτείνει όλα αυτά τα χρόνια.
Όπως δηλώνουν σε αυτές τις μελέτες, αυτά «περιλαμβάνουν τα παλιρροιακά συντρίμμια ενός αυξημένου και διαταραγμένου νάνου γαλαξία (Abadi et al. 2009), τα επιζώντα συντροφικά αστέρια των εκρήξεων τύπου Ia supernova (SNe Ia) (Wang & Han 2009), το αποτέλεσμα δυναμικής αλληλεπίδρασης μεταξύ πολλαπλών αστεριών (π.χ. Gvaramadze et al. 2009), και των διαδρόμων που εκτοξεύτηκαν από το Large Magellanic Cloud (LMC), υποθέτοντας ότι το τελευταίο φιλοξενεί ένα MBH (Boubert et al. 2016). "
Στο μέλλον, ο Huang και οι συνάδελφοί του δείχνουν ότι η μελέτη τους θα επωφεληθεί από πρόσθετες πληροφορίες που θα παρασχεθούν από την αποστολή Gaia της ESA, οι οποίες ισχυρίζονται ότι θα ρίξουν πρόσθετο φως στο πώς συμπεριφέρεται το HVS και από πού προέρχονται. Όπως δηλώνουν στα συμπεράσματά τους:
«Οι επερχόμενες ακριβείς μετρήσεις σωστής κίνησης από την Gaia θα πρέπει να παρέχουν άμεσο περιορισμό στην προέλευσή τους. Τέλος, περιμένουμε περισσότερα HVS να ανακαλυφθούν από τις συνεχιζόμενες φασματοσκοπικές έρευνες LAMOST και έτσι να παρέχουμε περαιτέρω περιορισμούς στη φύση και τους μηχανισμούς εκτόξευσης των HVS. "
