Наша галактика містить мільярди зір. Хоча переважна більшість із них «прив’язана» до Галактики її силою тяжіння, астрономи знайшли кілька десятків зір, які не обертаються навколо центра Молочного Шляху, а замість цього «втікають» від нашої галактики на великих швидкостях. Ці гіпершвидкісні зорі дивували дослідників роками й ось тепер у «гру» вступив новий гравець. Це зоря LAMOST-HVS, найближча до Сонця серед гіпершвидкісних зір. Її походження суттєво відрізняється від уявлень про механізм, що змушує зорі на високих швидкостях покидати Молочний Шлях.
Гіпершвидкісні зорі (Hypervelocitystars) — це масивні зорі, які рухаються так швидко, що можуть подолати силу тяжіння нашої галактики. Астрономи досі знайшли не більше 30 цих дивних зір. Фото з сайту http://astronomy.com.
Науковці з Університету Мічигану використали дані спостережень, виконаних з допомогою телескопа Магеллана в Чилі й космічного апарата «Гайя» (Gaia) Європейського космічного агентства, щоб простежити траєкторію зорі LAMOST-HVS. Її маса становить 8,3 сонячних мас і вона рухається з Галактики зі швидкістю понад 568 кілометрів у секунду. Дослідники вважають, що 33 мільйони років тому трапилася подія, внаслідок якої зоря змінила таєкторію й отримала додаткове прискорення. Але цю подію, схоже, не пояснити дією механізму, який астрономи розробили, щоб пояснити явище, коли зорі змушені «втікати» з Галактики. Тобто, способів «вигнати» зорю з Молочного Шляху може бути більше одного. Результати науковців оприлюднив Astrophysical Journal.
Гравітаційна рогатка
Гравітація — це сила, яка змушує тіла притягуватися одне до одного. Але за відповідних обставин вона може надати їм високих швидкостей завдяки ефекту рогатки. В основі традиційних уявлень про те, як з’являються гіпершвидкісні зорі, лежить подвійна зоряна система. Якщо така система проходить занадто близько повз надмасивну чорну діру в центрі Молочного Шляху, маса якої становить 4 мільйони сонячних мас, то сильна гравітація може розірвати подвійну систему. Одну зорю поглинає чорна діра, а друга, завдяки сильній гравітації, з великою швидкістю летить у протилежний бік. Для цього потрібна масивна чорна діра, тому астрономи вважали, що центральна чорна діра нашої галактики — єдине пояснення існування гіпершвидкісних зір в Молочному Шляху.
Але, простеживши рух LAMOST-HVS у часі, дослідники виявили, що її подорож розпочалася в диску Галактики, а не біля центральної опуклості (балдж — Ред.), де міститься надмасивна чорна діра. Це означає, що надмасивна чорна діра не той об’єкт, що спричинив швидкий рух цієї зорі. У такому разі, що це може бути?
Оскільки потрібна сильна гравітація, щоб розігнати зорю до такої високої швидкості, то чорна діра зоряної маси, що залишилася після спалаху наднової, чи кілька зближень із масивними зорями, не дадуть такого ефекту. Але, на думку авторів, зоряне скупчення великої маси, в якому є кілька дуже масивних зір, які мають щонайменше 30 сонячних мас кожна, може надати потрібний імпульс, якщо LAMOST-HVS наблизиться до них. Як альтернатива, навіть більш екзотична, — зустріч з чорною дірою проміжної маси, тобто з масою, що дорівнює 100 масам Сонця, також приведе до такого явища.
Чорні діри проміжної маси «існують» в теорії протягом багатьох років. Хоча деякі спостереження свідчать про їх існування, але досі однозначного підтвердження цьому немає. Однак астрономи вважають, що вони утворюються в масивних зоряних скупченнях, таких як те, що викинуло LAMOST-HVS. Тому ідея про те, що така чорна діра може спричинити швидкий рух зорі, є цілком розумною.
Місце походження
Загадка цього відкриття ховається у місці виникнення LAMOST-HVS, яке науковці відстежити до позиції в спіральному рукаві Косинця Молочного Шляху. Але в цьому місці немає відомого масивного зоряного скупчення. Цей факт не спростовує отриманий результат — таке скупчення може бути легко прихованим від спостерігача пилом Молочного Шляху, що лежить між Землею і рукавом Косинця й ускладнює спостереження. Але якщо скупчення вдасться знайти, то, на думку дослідників, це може дати додаткові докази щодо існування чорних дір проміжної маси. Крім того, якщо відповідальним за спостережуваний рух зорі є масивне зоряне скупчення, це надасть нову інформацію про те, як такі скупчення впливають на середовище галактик, в яких вони містяться.
Спіральний рукав Косинця частково закритий для спостережень пилом, а також речовиною в центрі Галактики. Фото з сайту http://astronomy.com.
Хоч би як LAMOST-HVS опинилася на своєму нинішньому шляху, одна річ зрозуміла: це не сталося через її зустріч із надмасивною чорною дірою нашої галактики.
«Це відкриття різко змінює наше уявлення про походження зір, що швидко рухаються», — сказала співавторка відкриття Моніка Валлурі (Monica Valluri) з кафедри астрономії Мічиганського університету. «Той факт, що шлях цієї масивної гіпершвидкісної зорі починається в диску, а не в центрі Галактики, вказує на те, що дуже екстремальні умови, потрібні для того, щоб викинути зорю з високою швидкістю, можуть виникати в інших місцях, окрім як навколо надмасивних чорних дір».
За інф. з сайту http://astronomy.com підготував Іван Крячко
