Što su zvijezde super brzine?
Odbjegla zvijezda, odbjegla zvijezda, je ona koja se kreće anomalno
Vlastito gibanje takve zvijezde često jenaznačeno je upravo u odnosu na zvjezdanu udrugu, čiji je član jednom morala postati prije nego što je iz nje izbačena. Naše Sunce samo je jedna od 400 milijardi zvijezda u našoj galaksiji, Mliječnoj stazi.
Galaksija rotira polako, čineći jednupromet preko 250 milijuna godina. Većina zvijezda u Mliječnoj stazi drži korak s njegovom sporom rotacijom: Sunce, na primjer, ima brzinu od 19,4 km/s u odnosu na druge zvijezde. Ali u galaksiji postoje i "zvijezde bjegunci": njihova brzina u odnosu na druge zvijezde je do 200 km/s.
Oko 10-30% zvijezda spektralne klase O i 5-10%sve zvijezde spektralnog tipa B imaju brzine sličnog reda. Svi su oni relativno mladi stanovnici galaksije - stari i do 50 milijuna godina, a za to vrijeme prolaze relativno kratke udaljenosti u svemiru - od stotina parseka do nekoliko kiloparseka, pa se ponekad čini moguće odrediti skup u kojem se nalaze su rođeni.
Zbjegove zvijezde i pramac
Neke odbjegle zvijezde proizvode lukudarni val komprimirane tvari, koji je vrlo sličan udarnom valu oko čamca koji pluta na vodi. Ovaj val ima istu fizičku prirodu kao udarni val koji stvara borbeni avion u zraku.
Kad se zvijezda odbjegla kreće velikom brzinomkroz međuzvjezdani medij (vrlo rijetka mješavina plina i prašine) pri nadzvučnim brzinama, međuzvjezdana tvar postaje vidljiva kao pramčani udarni val.
Izraz "Supersonična brzina" znači dabrzina pokretnog objekta veća je od brzine zvuka u okolini. Dok je u donjem sloju Zemljine atmosfere ta brzina oko 330 m/s, u gotovo praznom međuzvjezdanom prostoru njezina vrijednost iznosi približno 10 km/s.
Dakle, otkrivanje pramčanog udarnog valaoko OB zvijezde znači da putuje nadzvučnom brzinom, pa se stoga može pouzdano identificirati kao odbjegla zvijezda, čak i ako brzina nije izravno izmjerena.
Slike svemirskog teleskopa Hubble odbjeglih zvijezda između listopada 2005. i srpnja 2006. Izvor: NASA
Karakteristike zvijezda
Na udaljenosti od 750 pc od Sunca, poznato je 56odbjegle zvijezde. Te se zvijezde po svim svojim parametrima gotovo ne razlikuju od ostalih zvijezda u diskusnoj komponenti galaksije, osim po velikoj prostornoj brzini. Četiri zvijezde iz ove skupine imaju masu veću od 25 solarnih (za njih je masa određena vrstom spektra s ne baš visokom točnošću).
Sada se pretpostavlja da takve zvijezdenastaju ili tijekom dinamičke evolucije klastera i asocijacija u kojima su rođeni (najvjerojatniji razlog je bliski trostruki susret), ili kao rezultat raspada binarnog sustava tijekom eksplozije supernove, kada zvijezda koja trči prima početni impuls od eksplozije zvijezde pratilice.
Dok je oboje teoretski mogućemehanizma, astronomi su u praksi obično skloni hipotezi o eksploziji supernove. R. Hoogerwerth i njegovi kolege sa zvjezdarnice Leiden u Nizozemskoj koristili su podatke sa satelita Hipparcos da prate kretanje 56 zvijezda odbjeglih kroz vrijeme i pronašli dokaze koji podupiru obje teorije.
Autori su pratili kretanje tih zvijezda u galaksijia za većinu njih (uključujući sve četiri masivne) otkrili smo kada su i iz koje asocijacije ove zvijezde izletjele, kao i koji od dva moguća mehanizma za izbacivanje djeluje za svaku pojedinu zvijezdu (većina zvijezda izbačena je tijekom raspada binarnih datoteka).
Najvjerojatnije su sve četiri masivne zvijezde odbjeglice stekle svoju veliku prostornu brzinu kao rezultat eksplozija supernova u binarnim sustavima.
Autori daju nekoliko argumenata u prilog ovom zaključku:
- Te su zvijezde vrlo masivne.Da bi bili izbačeni iz nakupine (udruge), morali su letjeti u blizini ne puno manje masivnih zvijezda. Inače, prema zakonu o očuvanju gibanja, iz sustava bi bile izbačene manje masivne zvijezde. A takvih je masivnih zvijezda vrlo malo - to je izravna posljedica Salpeterovog zakona. Bliski prolazak nekoliko masivnih zvijezda pokazao se izuzetno rijetkim događajem u usporedbi s prilično rijetkim bliskim trostrukim susretima zvijezda male mase.
- Masivne zvijezde žive samo nekoliko milijunagodine. Ova činjenica nameće dodatno ograničenje opisanom rijetkom događaju - pristup mora imati vremena da se dogodi prije nego što su masivne zvijezde eksplodirale kao supernove.
- Te zvijezde lete brzinom nekoliko putaviši od disperzije brzina udruga u kojima su rođeni. Sama po sebi ta činjenica ne proturječi; nakon uspješnog približavanja, zvijezde mogu postići dovoljno velike brzine. Međutim, to se događa samo u rijetkim slučajevima, prosječna vrijednost brzine postignute u takvim procesima je znatno niža. Dakle, s vrlo velikom vjerojatnošću, svaka od ove četiri zvijezde bila je dio prilično bliskog masivnog binarnog sustava i stekla je vlastitu prostornu brzinu nakon svog raspada uslijed eksplozije supernove.
Određivanje postotka prvog i drugog mehanizma u formiranju zvijezda bjegunaca nameće snažna ograničenja teorijama o formiranju klastera i evoluciji zvijezda.
Numeričke simulacije provedene 2000. godine pokazale su da bi broj zvijezda koje su pobjegle mogao pomoći u određivanju, na primjer, broja binarnih parova rođenih u klasterima.
Radijalne brzine izmjerene samo za jednujedna trećina O-B zvijezda kataloga Hipparcos. Prema dostupnim podacima, možemo reći da su oba mehanizma približno jednaka. Povećanjem broja odbjeglih zvijezda za koje će se odrediti brzina i položaj u svemiru, moći će se pronaći njihova matična jata, kao i njihova starost i početne brzine.
- Zbjeg odbjeglica α Žirafa
Zvijezda se nalazi u sazviježđu Žirafa i udaljena je odZemlja je udaljena četiri tisuće svjetlosnih godina. Njegova masa premašuje masu Sunca za 25-30 puta, pet je puta toplija od Sunca (njegova temperatura je 30 tisuća stupnjeva) i 500 tisuća puta svjetlija od Sunca.
Odbjegla zvijezda α Žirafa stvara glavuudarni val koji putuje brzinom od 60 km/s i na svom putu sabija međuzvjezdani medij. Glavni val udaljen je oko deset svjetlosnih godina od same zvijezde.
Zvijezda također emitira snažan zvjezdani vjetar.Astronomi su dugo vjerovali da je α Žirafa izbačena iz obližnjeg skupa mladih, vrućih zvijezda zbog gravitacijske interakcije s drugim članovima skupa. Prema drugoj hipotezi, zvijezda je mogla dobiti brzinu (izletjevši iz binarnog sustava) kao rezultat eksplozije masivne zvijezde pratilice kao supernove.
- Zbjegla zvijezda ζ Ophiuchus
Kako se ζ Zmijonoša kreće, ispred sebe formira lučni val međuzvjezdanog materijala, jasno vidljiv na ovoj šarenoj infracrvenoj slici koju je snimila svemirska letjelica WISE.
Na slici u umjetnim bojama ζ Ophiuchusizgleda plavkasto. Smješteno je blizu središta slike i kreće se prema gore brzinom od 24 km / s. Masa zvijezde je 20 puta veća od mase sunca. Snažan zvjezdani vjetar leti ispred zvijezde, sabijajući i zagrijavajući međuzvjezdane tvari i stvarajući pramčani udar.
- Kočijaš zvijezda odbjeglica
AE Aurigae je sjajna zvijezda odmah ispod i lijevo od centra na ovom šarenom portretu maglice IC 405, također poznate kao maglica Plamena zvijezda.
Vruća varijabla okružena svemirskim oblakomzvijezda spektralnog tipa O svojim energetskim zračenjem čini da vodik, smješten uz plinske niti, svijetli. Plavo svjetlo zvijezde odbija se od međuzvjezdane prašine. Zvijezda AE Charioteer rođena je u potpuno drugačijem oblaku koji ističe.
Infracrvena slika pramčanog udarnog vala (žuti luk) stvorena od zvijezde u bijegu ζ Ophiuchus u međuzvjezdanom oblaku prašine i plina
Rekord brzine
Jedna od zvijezda koja najbrže bježi je US 708.zviježđe Velikog medvjeda. Otkriven je 1982. i ponovno otkriven 2005. Dugo se vremena vjerovalo da ga je, kao i druge objekte ove vrste, izbacila supermasivna crna rupa iz središta Galaksije.
S5-HSV1 postavio je novi američki rekord u 708 u 2019u zviježđu Ždral. Predmet je otkriven anketom anglo-australskog teleskopa. Njegova brzina je 1,7 tisuća kilometara u sekundi. To je sada jedina vrlo dokazana zvijezda superbrzosti koja je došla iz središta Mliječne staze.
Kako zvijezde super brzine mogu pomoći?
Sada se zvijezde velike brzine otkrivaju u aureoli- izvan vidljivog dijela galaksije. Za razliku od tipične periferne populacije crvenih, blijedih starih zvijezda, ovo su mladi, vrući, plavi divovi.
Takvi su rođeni u središtu Mliječnog puta, kamo on ideaktivno stvaranje zvijezda. Međutim, jako gravitacijsko polje supermasivne crne rupe odvaja ih od para i ubrzava do brzine bijega iz Galaksije. Vrlo su svijetli i stoga ih je lakše otkriti.
Postojanje haloa znanstvenika donijela je anomalijabrzina rotacije vanjskih područja Galaksije. Ne može se objasniti jesu li postojale samo zvijezde. Potrebno je puno dodatne mase. Zove se tamna tvar jer je ne otkrivamo izravno.
Koji je oblik aureole, sferni ili spljošteni,nepoznato, ali putanje zvijezda superbrzosti pomoći će odgovoriti na ovo pitanje. Analizirajući ove podatke, profesor Avi Loeb s Harvarda i kolege procijenili su masu Mliječnog puta, zajedno s tamnom materijom, na 1,2-1,9 bilijuna puta veću masu Sunca.
Čitaj više
Najoluđenije mjesto na Zemlji: zašto je Drakeov prolaz najopasniji put do Arktika
Astrofizičari su modelirali prvu trilionitu sekundu Velikog praska
Mars Express pomogao je otkriti gdje je i kako voda nestala s Crvenog planeta