Kas ir super ātruma zvaigznes?
Bēgoša zvaigzne, bēgoša zvaigzne ir tā, kas pārvietojas ar anomālu
Šādas zvaigznes pareiza kustība bieži vien irir norādīta tieši saistībā ar zvaigžņu asociāciju, par kuras dalībnieci viņai savulaik bija jākļūst, pirms viņa tika izmesta no tās. Mūsu Saule ir tikai viena no 400 miljardiem zvaigžņu mūsu galaktikā, Piena Ceļā.
Galaktika griežas lēni, veidojot vienuapgrozījums pārsniedz 250 miljonus gadu. Lielākā daļa Piena Ceļa zvaigžņu iet kopsolī ar tās lēno rotāciju: piemēram, Saules ātrums attiecībā pret citām zvaigznēm ir 19,4 km/s. Bet galaktikā ir arī “bēgošas zvaigznes”: to ātrums attiecībā pret citām zvaigznēm ir līdz 200 km/s.
Apmēram 10–30% no O spektrālās klases zvaigznēm un 5–10%visām B spektrālā tipa zvaigznēm ir līdzīgas kārtas ātrumi. Viņi visi ir salīdzinoši jauni galaktikas iedzīvotāji - līdz 50 miljoniem gadu, un šajā laikā viņi kosmosā ceļo salīdzinoši nelielus attālumus - no simtiem parseku līdz vairākiem kiloparsekiem, tāpēc dažreiz šķiet iespējams noteikt kopu, kurā viņi atrodas dzimuši.
Bēguļojošas zvaigznes un priekšgala šoks
Dažas bēguļojošas zvaigznes rada lokusaspiestas vielas triecienvilnis, kas ir ļoti līdzīgs galvas vilnim ap laivu, kas peld pa ūdeni. Šim vilnim ir tāds pats fiziskais raksturs kā triecienvilnim, ko gaisā rada iznīcinātājs.
Kad bēguļojoša zvaigzne pārvietojas lielā ātrumācaur starpzvaigžņu vidi (ļoti plāns gāzes un putekļu maisījums) virsskaņas ātrumā starpzvaigžņu viela kļūst redzama kā priekšgala triecienvilnis.
Termins "virsskaņas ātrums" nozīmē tokustīga objekta ātrums ir lielāks par skaņas ātrumu vidē. Ja Zemes atmosfēras apakšējā slānī šis ātrums ir aptuveni 330 m/s, tad gandrīz tukšā starpzvaigžņu telpā tā vērtība ir aptuveni 10 km/s.
Tādējādi priekšgala šoka viļņa noteikšanaap OB zvaigzni nozīmē, ka tā pārvietojas virsskaņas ātrumā, un tādējādi to var droši identificēt kā aizbēgušu zvaigzni, pat ja tās ātrums nav tieši izmērīts.
Habla kosmiskā teleskopa bēgošo zvaigžņu attēli laikā no 2005. gada oktobra līdz 2006. gada jūlijam. Avots: NASA
Zvaigžņu raksturojums
750 pc attālumā no Saules ir zināmi 56bēguļojošas zvaigznes. Šīs zvaigznes gandrīz neatšķiras no pārējām zvaigznēm galaktikas diska komponentā visos to parametros, izņemot to lielo telpisko ātrumu. Četru šīs grupas zvaigžņu masa ir lielāka par 25 Saules (viņām masu nosaka spektra veids ar ne pārāk augstu precizitāti).
Tagad tiek pieņemts, ka šādas zvaigznesveidojas vai nu kopu un asociāciju dinamiskās evolūcijas laikā, kurās tie dzimuši (visticamākais iemesls ir cieša trīskārša satikšanās), vai binārās sistēmas sairšanas rezultātā supernovas sprādziena laikā, kad skrejoša zvaigzne saņem sākuma impulss no pavadošās zvaigznes sprādziena.
Lai gan teorētiski ir iespējami abimehānisms, astronomi praksē parasti sliecas uz supernovas sprādziena hipotēzi. R. Hoogerwerth un viņa kolēģi Leidenes observatorijā Nīderlandē izmantoja datus no Hipparcos satelīta, lai izsekotu 56 bēguļojošu zvaigžņu kustībām laika gaitā un atrada pierādījumus, kas apstiprina abas teorijas.
Autori izsekoja šo zvaigžņu kustību galaktikāun lielākajai daļai no tām (ieskaitot visas četras masīvās) mēs noskaidrojām, kad un no kādas asociācijas šīs zvaigznes izlidoja, kā arī to, kurš no diviem iespējamiem izgrūšanas mehānismiem darbojās katrai konkrētai zvaigznei (lielākā daļa zvaigžņu tika izstumtas sabrukšanas laikā bināros failus).
Visticamāk, visas četras masīvās bēguļojošās zvaigznes savu lielo telpisko ātrumu ieguva bināro sistēmu supernovas sprādzienu rezultātā.
Autori sniedz vairākus argumentus par labu šim secinājumam:
- Šīs zvaigznes ir ļoti masīvas.Lai viņus izmestu no kopas (apvienības), viņiem nācās lidot netālu no ne mazāk masīvām zvaigznēm. Pretējā gadījumā saskaņā ar impulsa saglabāšanas likumu no sistēmas būtu izmestas mazāk masīvas zvaigznes. Un šādu masīvu zvaigžņu ir ļoti maz - tās ir tiešas Salpetera likuma sekas. Vairāku masīvu zvaigžņu tiešais lidojums izrādās ārkārtīgi reti sastopams notikums, salīdzinot ar diezgan retām tuvām trīskāršām zema masas zvaigžņu sastapšanās reizēm.
- Masīvas zvaigznes dzīvo tikai dažus miljonusgadiem. Šis fakts nosaka papildu ierobežojumu aprakstītajam retajam notikumam - pieejai ir jābūt laikam, pirms masveida zvaigznes eksplodē kā supernovas.
- Šīs zvaigznes vairākas reizes lido ar ātrumuaugstāka par to asociāciju ātrumu izkliedi, kurās viņi ir dzimuši. Pats par sevi šis fakts neko nav pretrunā, pēc veiksmīgas tuvas pieejas zvaigznes var iegūt pietiekami lielu ātrumu. Tomēr tas notiek tikai retos gadījumos, šādos procesos iegūtā ātruma vidējā vērtība ir ievērojami zemāka. Tādējādi ar ļoti lielu varbūtību katra no šīm četrām zvaigznēm bija daļa no diezgan tuvas masīvas binārās sistēmas un pēc sadalīšanās supernovas eksplozijas dēļ ieguva savu telpisko ātrumu.
Pirmā un otrā mehānisma procentuālā daudzuma noteikšana bēgošo zvaigžņu veidošanā uzliek stingrus ierobežojumus klasteru veidošanās un zvaigžņu evolūcijas teorijām.
Skaitliskās simulācijas, kas veiktas 2000. gadā, parādīja, ka izplūstošo zvaigžņu skaits varētu palīdzēt noteikt, piemēram, klasteros dzimušo bināro pāru skaitu.
Radiālie ātrumi, kas izmērīti tikai vienamviena trešdaļa Hipparcos kataloga O-B zvaigžņu. Saskaņā ar pieejamajiem datiem mēs varam teikt, ka abi mehānismi ir aptuveni līdzvērtīgi. Palielinoties aizbēgušo zvaigžņu skaitam, kurām tiks noteikts ātrums un novietojums kosmosā, būs iespējams atrast viņu vecāku kopas, kā arī viņu vecumu un sākotnējos ātrumus.
- Bēguļojošā zvaigzne α Žirafe
Zvaigzne atrodas žirafes zvaigznājā un ir tālu noZeme atrodas četru tūkstošu gaismas gadu attālumā. Tās masa 25–30 reizes pārsniedz Saules masu, tā ir piecas reizes karstāka par Sauli (temperatūra ir 30 tūkstoši grādu) un 500 tūkstošus reižu spožāka par Sauli.
Bēgošā zvaigzne α Žirafe rada galvutriecienvilnis, kas pārvietojas ar ātrumu 60 km/s un savā ceļā saspiež starpzvaigžņu vidi. Galvas vilnis atrodas apmēram desmit gaismas gadu attālumā no pašas zvaigznes.
Zvaigzne izstaro arī spēcīgu zvaigžņu vēju.Astronomi jau sen ir uzskatījuši, ka α Žirafe tika izmesta no tuvējās jaunu, karstu zvaigžņu kopas gravitācijas mijiedarbības dēļ ar citiem kopas locekļiem. Saskaņā ar citu hipotēzi, zvaigzne varētu būt ieguvusi ātrumu (izlidojot no binārās sistēmas) masīvas pavadones kā supernovas eksplozijas rezultātā.
- Bēguļojošā zvaigzne ζ Ophiuchus
Kad ζ Ophiuchis pārvietojas, tas veido lokveida starpzvaigžņu materiāla vilni, kas skaidri redzams šajā krāsainajā infrasarkanajā attēlā, ko uzņēmis WISE kosmosa kuģis.
Attēlā mākslīgās krāsās ζ Ophiuchusizskatās zilgana. Tas atrodas netālu no attēla centra un pārvietojas uz augšu ar ātrumu 24 km / s. Zvaigznes masa ir 20 reizes lielāka nekā saules. Zvaigznes priekšā peld spēcīgs zvaigžņu vējš, saspiežot un sildot starpzvaigžņu vielu un veidojot priekšgala šoku.
- Runaway Star AE rati
AE Aurigae ir spožā zvaigzne tieši zem un pa kreisi no centra šajā krāsainajā miglāja IC 405 portretā, kas pazīstams arī kā Liesmojošās zvaigznes miglājs.
Karsts mainīgs, ko ieskauj kosmosa mākonisspektrālā O zvaigzne ar savu enerģētisko starojumu liek kvēlot ūdeņradim, kas atrodas gar gāzes pavedieniem. Zvaigznes zilā gaisma atstaro starpzvaigžņu putekļus. Zvaigzne AE Charioteer piedzima pavisam citā mākonī, ko tas izceļ.
Bēgšanas zvaigznes ζ Ophiuchus radītais priekšgala triecienviļņa (dzeltenā loka) infrasarkanais attēls starpzvaigžņu putekļu un gāzes mākonī
Ātruma rekords
Viena no visātrāk izbēgušajām zvaigznēm ir US 708.Lielās Ursas zvaigznājs. Tas tika atklāts 1982. gadā un no jauna atklāts 2005. gadā. Ilgu laiku tika uzskatīts, ka to, tāpat kā citus šāda veida objektus, no Galaktikas centra izmeta supermasīvs melnais caurums.
S5-HSV1 uzstādīja jaunu ASV 708 rekordu 2019. gadāceltņa zvaigznājā. Objekts tika atklāts Anglijas un Austrālijas teleskopa apsekojumā. Tā ātrums ir 1,7 tūkstoši kilometru sekundē. Tagad tā ir vienīgā ļoti pierādītā supervelocity zvaigzne, kas nākusi no Piena ceļa centra.
Kā super ātruma zvaigznes var palīdzēt?
Tagad oreolā tiek atklātas liela ātruma zvaigznes- aiz galaktikas redzamās daļas. Pretstatā tipiskajai sarkano, izzūdošo veco zvaigžņu populācijai nomalē tās ir jauni, karsti, zili milži.
Tādi dzimst Piena ceļa centrā, kurp tas ietaktīva zvaigžņu veidošanās. Tomēr supermasīvā melnā cauruma spēcīgais gravitācijas lauks viņus norauj no pāra un paātrina līdz bēgšanas ātrumam no Galaktikas. Tie ir ļoti spilgti, un tāpēc tos ir vieglāk noteikt.
Zinātnieku oreola esamību izraisīja anomālijagalaktikas ārējo reģionu rotācijas ātrums. To nevar izskaidrot, ja tur bija tikai zvaigznes. Nepieciešama daudz papildu masas. To sauc par tumšo vielu, jo mēs to tieši neatklājam.
Kāda ir oreola forma, sfēriska vai saplacināta,nav zināms, bet supervelocity zvaigžņu trajektorijas palīdzēs atbildēt uz šo jautājumu. Analizējot šos datus, profesors Avi Lēbs no Hārvardas un viņa kolēģi Piena ceļa un tumšās vielas masu novērtēja ar 1,2–1,9 triljoniem reižu vairāk nekā Saules masa.
Lasīt vairāk
Vētrainākā vieta uz Zemes: kāpēc Drake Passage ir visbīstamākais ceļš uz Arktiku
Astrofiziķi ir modelējuši Lielā sprādziena sekundes pirmo triljondaļu
Mars Express palīdzēja uzzināt, kur un kā pazuda ūdens no Sarkanās planētas