מהם כוכבי סופר מהירות?
כוכב בורח, כוכב בורח, הוא כזה שזז עם חריגה
התנועה הנכונה של כוכב כזה היא לעתים קרובותמצוין בדיוק ביחס לאגודת הכוכבים, שפעם נאלצה להיות חברה בה לפני שנזרקה ממנה. השמש שלנו היא רק אחד מ-400 מיליארד כוכבים בגלקסיה שלנו, שביל החלב.
הגלקסיה מסתובבת לאט ויוצרת אחתמחזור על פני 250 מיליון שנה. רוב הכוכבים בשביל החלב עומדים בקצב הסיבוב האיטי שלו: לשמש, למשל, יש מהירות של 19.4 ק"מ לשנייה ביחס לכוכבים אחרים. אבל יש גם "כוכבים נמלטים" בגלקסיה: מהירותם ביחס לכוכבים אחרים היא עד 200 קמ"ש.
כ-10-30% מהכוכבים במחלקה O וה 5-10%לכל הכוכבים מסוג B יש מהירות בסדר דומה. כולם תושבים צעירים יחסית של הגלקסיה - עד 50 מיליון שנה, ובזמן זה הם נוסעים למרחקים קצרים יחסית בחלל - ממאות פארסקים ועד כמה קילופרסקים, כך שלפעמים נראה שאפשר לקבוע את האשכול בו הם נולדו.
כוכבים בורחים והלם קשת
כמה כוכבים נמלטים מייצרים קשתגל הלם של חומר דחוס, הדומה מאוד לגל הראש סביב סירה שצפה על פני המים. לגל זה אותו אופי פיזי של גל ההלם שנוצר על ידי מטוס קרב באוויר.
כאשר כוכב בורח נע במהירות גבוההדרך המדיום הבין-כוכבי (תערובת דקה מאוד של גז ואבק) במהירויות על-קוליות, החומר הבין-כוכבי הופך להיות גלוי כגל הלם קשת.
המונח "מהירות על-אופונית" אומר זאתהמהירות של עצם נע גבוהה ממהירות הקול בסביבה. בעוד שבשכבה התחתונה של האטמוספירה של כדור הארץ מהירות זו היא כ-330 מ' לשנייה, בחלל בין-כוכבי כמעט ריק ערכה הוא כ-10 ק"מ לשנייה.
לפיכך, זיהוי של גל הלם קשתמסביב לכוכב OB פירושו שהוא נוסע במהירות על -קולית, ולכן ניתן לזהות אותו באופן אמין ככוכב בורח, גם אם מהירותו לא נמדדה ישירות.
תמונות טלסקופ החלל האבל של כוכבים בורחים בין אוקטובר 2005 ליולי 2006. מקור: נאס"א
מאפייני הכוכבים
במרחק של 750 PC מהשמש, ידועים 56כוכבים נמלטים. כוכבים אלו כמעט ואינם שונים משאר הכוכבים במרכיב הדיסק של הגלקסיה בכל הפרמטרים שלהם, למעט מהירותם המרחבית הגבוהה. לארבעה כוכבים מקבוצה זו מסה גדולה מ-25 סולארית (עבורם המסה נקבעת לפי סוג הספקטרום בדיוק לא גבוה במיוחד).
כעת מניחים שכוכבים כאלהנוצרים במהלך האבולוציה הדינמית של הצבירים והאסוציאציות שבהם הם נולדו (הסיבה הסבירה ביותר היא מפגש משולש קרוב), או כתוצאה מהתפוררות של מערכת בינארית במהלך פיצוץ סופרנובה, כאשר כוכב רץ קולט הדחף הראשוני מהתפוצצות של כוכב מלווה.
בעוד ששניהם אפשריים תיאורטיתמנגנון, אסטרונומים בפועל נוטים בדרך כלל להשערה של פיצוץ סופרנובה. ר' הוגרוורת' ועמיתיו במצפה הכוכבים של ליידן בהולנד השתמשו בנתונים מהלוויין Hipparcos כדי לעקוב אחר תנועותיהם של 56 כוכבים נמלטים לאורך זמן ומצאו ראיות התומכות בשתי התיאוריות.
המחברים עקבו אחר תנועת הכוכבים הללו בגלקסיהולרובם (כולל כל ארבעת המסיבים), גילינו מתי ומאיזו אסוציאציה עפו הכוכבים האלה, כמו גם איזה משני מנגנוני הפליטה האפשריים הפועלים עבור כל כוכב מסוים (רוב הכוכבים נפלטו במהלך הריקבון. של קבצים בינאריים).
ככל הנראה, כל ארבעת הכוכבים המסיביים הנמלטים רכשו את מהירותם המרחבית הגבוהה כתוצאה מפיצוצי סופרנובה במערכות בינאריות.
המחברים מביאים מספר טענות לטובת מסקנה זו:
- הכוכבים האלה מאוד מסיביים.כדי להיזרק מהאשכול (אסוציאציה), הם היו צריכים לעוף ליד כוכבים לא פחות מסיביים. אחרת, על פי חוק שימור המומנטום, מדובר בכוכבים פחות מאסיביים שהיו נזרקים מהמערכת. ויש מעט מאוד כוכבים מאסיביים כאלה - זוהי תוצאה ישירה של חוק סלפטר. מתגלה שהמסלול הצמוד של כמה כוכבים מאסיביים הוא אירוע נדיר ביותר, בהשוואה למפגשים המשולשים הקרובים והנדירים למדי של כוכבים במסה נמוכה.
- כוכבים מאסיביים חיים רק כמה מיליוניםשנים. עובדה זו מטילה מגבלה נוספת על האירוע הנדיר המתואר - הגישה חייבת להספיק להתרחש לפני שכוכבים מסיביים יתפוצצו כסופרנובות.
- כוכבים אלה עפים במהירות מספר פעמיםגבוה יותר מהפיזור של מהירות האסוציאציות בהן נולדו. עובדה זו כשלעצמה אינה סותרת דבר; לאחר גישה קרובה מוצלחת, הכוכבים יכולים לרכוש מהירויות גבוהות מספיק. עם זאת, זה קורה רק במקרים נדירים, הערך הממוצע של המהירות שנרכשת בתהליכים כאלה נמוך משמעותית. כך, בהסתברות גבוהה מאוד, כל אחד מארבעת הכוכבים הללו היה חלק ממערכת בינארית מאסיבית למדי ורכש מהירות מרחבית משלה לאחר קריסתו עקב פיצוץ סופרנובה.
קביעת אחוז המנגנון הראשון והשני ביצירת כוכבים נמלטים מטילה הגבלות חזקות על תיאוריות היווצרות צביר והתפתחות כוכבים.
סימולציות מספריות שנעשו בשנת 2000 הראו שמספר הכוכבים הבורחים יכול לעזור לקבוע, למשל, את מספר הזוגות הבינארים שנולדו בצבירים.
מהירויות רדיאליות נמדדות לאחד בלבדשליש מכוכבי ה- O-B של קטלוג ההיפרקוס. על פי הנתונים הזמינים, אנו יכולים לומר ששני המנגנונים שווים בערך. עם עלייה במספר הכוכבים הבורחים שעבורם ייקבעו המהירות והמיקום בחלל, ניתן יהיה למצוא את אשכולות ההורים שלהם, כמו גם את גילם ומהירותם הראשונית.
- כוכב בורח α ג'ירף
הכוכב ממוקם בקבוצת הכוכבים ג'ירפה והוא מרוחק ממנוכדור הארץ נמצא במרחק של ארבעת אלפים שנות אור. המסה שלו עולה על מסת השמש פי 25–30, היא חמה פי חמישה מהשמש (הטמפרטורה שלה היא 30 אלף מעלות) ובהירה פי 500 אלף מהשמש.
הכוכב הבורח α ג'ירפה יוצר ראשגל הלם שנע במהירות של 60 קמ"ש ודוחס את המדיום הבין-כוכבי לאורך דרכו. גל הראש נמצא במרחק של כעשר שנות אור מהכוכב עצמו.
הכוכב גם פולט רוח כוכבית חזקה.אסטרונומים האמינו זה מכבר שג'ירף α נפלט מצביר סמוך של כוכבים צעירים וחמים עקב אינטראקציות כבידה עם חברים אחרים בצביר. לפי השערה אחרת, הכוכב יכול היה לרכוש מהירות (לאחר שעף מהמערכת הבינארית) כתוצאה מהתפוצצות של כוכב נלווה מסיבי כסופרנובה.
- כוכב בורח, אופיוכוס
כאשר ζ Ophiuchis נע, הוא יוצר לפניו גל קשתי של חומר בין-כוכבי, הנראה בבירור בתמונת אינפרא אדום צבעונית זו שצולמה על ידי חללית WISE.
בתמונה בצבעים מלאכותיים ζ אופיוכוסנראה כחלחל. הוא ממוקם קרוב למרכז התמונה ונע כלפי מעלה במהירות של 24 קמ"ש. מסת הכוכב היא פי 20 מזה של השמש. רוח כוכבית חזקה עפה מול הכוכב, דוחסת ומחממת חומר בין כוכבי ויוצרת הלם קשת.
- רוכב AE כוכב
AE Aurigae הוא הכוכב הבהיר ממש מתחת ומשמאל למרכז בדיוקן הצבעוני הזה של הערפילית IC 405, הידועה גם בשם ערפילית הכוכב הבוער.
משתנה חם המוקף בענן חללכוכב מסוג ספקטרלי O, עם קרינתו האנרגטית, גורם למימן, הנמצא לאורך חוטי הגז, לזרוח. האור הכחול של הכוכב משקף אבק בין כוכבים. הכוכב AE Charioteer נולד בענן אחר לגמרי שהוא מדגיש.
תמונה אינפרא אדומה של גל הלם קשת (קשת צהובה) שנוצר על ידי כוכב הבריחה ph Ophiuchus בענן בין כוכבי של אבק וגז.
שיא מהירות
אחד הכוכבים הבורחים הכי מהר הוא US 708.קבוצת הכוכבים Ursa Major. הוא התגלה ב-1982 והתגלה מחדש ב-2005. במשך זמן רב האמינו שהוא, כמו עצמים אחרים מסוג זה, נזרק החוצה על ידי חור שחור סופר מסיבי ממרכז הגלקסיה.
S5-HSV1 קבע שיא חדש של 708 בארה"ב בשנת 2019בקבוצת הכוכבים מנוף. החפץ התגלה בסקר הטלסקופ האנגלו-אוסטרלי. מהירותו היא 1.7 אלף קילומטרים בשנייה. כעת הוא הכוכב היחיד בעל רמת השטח המוכחת ביותר שהגיע ממרכז שביל החלב.
כיצד כוכבי סופר מהירות יכולים לעזור?
כעת מתגלים בהילה כוכבים בעלי מהירות גבוהה- מעבר לחלק הגלוי של הגלקסיה. בניגוד לאוכלוסיית הפאתי האופיינית של כוכבים ותיקים אדומים ודועכים, מדובר בענקים צעירים, לוהטים וכחולים.
כאלה נולדים במרכז שביל החלב, לאן הולךהיווצרות כוכבים פעילה. עם זאת, שדה הכבידה החזק של החור השחור העל -מסיבי קורע אותם מהזוג ומאיץ אותם למהירות הבריחה מהגלקסיה. הם בהירים מאוד ולכן קל יותר לזהותם.
קיומה של הילה של מדענים נגרם על ידי אנומליהמהירות הסיבוב של האזורים החיצוניים של הגלקסיה. אי אפשר להסביר אם היו רק כוכבים. יש צורך במסה נוספת נוספת. הוא נקרא חומר אפל מכיוון שאיננו מזהים אותו ישירות.
מה צורת ההילה, כדורית או שטוחה,לא ידוע, אבל מסלולי הכוכבים של עיר -על יעזרו לענות על שאלה זו. בניתוח נתונים אלה, העריך פרופסור אבי לואב מהרווארד ועמיתיו את מסת שביל החלב, יחד עם החומר האפל, ב -1.2-1.9 טריליון פעמים ממסת השמש.
קרא עוד
המקום הסוער ביותר על פני כדור הארץ: מדוע מעבר דרייק הוא הדרך המסוכנת ביותר לקוטב הצפוני
אסטרופיזיקאים עיצבו את טריליון השניה הראשונה של המפץ הגדול
מאדים אקספרס עזר לגלות היכן וכיצד נעלמו המים מכוכב האדום