Ce sunt Super Velocity Stars?
O stea fugară, o stea fugară, este una care se mișcă cu un anormal
Mișcarea corectă a unei astfel de stele este adesea indicată exact în raport cu asocierea stelară din care trebuie să fi devenit membru înainte de a fi ejectată din ea.Soarele nostru este doar una dintre cele 400 de miliarde de stele din galaxia noastră – Calea Lactee.
Galaxia se rotește încet, făcând o revoluție de 250 de milioane de ani.Majoritatea stelelor din Calea Lactee țin pasul cu rotația sa lentă: viteza Soarelui, de exemplu, în raport cu alte stele este19,4 km/s.Dar există "stele fugare" în galaxie: viteza lor în raport cu alte stele estepână la 200 km/s.
Aproximativ 10-30% din stelele din clasa spectrală O și 5-10%toate stelele de tip spectral B au viteze de ordin similar. Toți aceștia sunt locuitori relativ tineri ai galaxiei - cu vârsta de până la 50 de milioane de ani și, în acest timp, parcurg distanțe relativ scurte în spațiu - de la sute de parsecuri la mai mulți kiloparseci, astfel încât uneori pare posibil să se determine clusterul în care s-au născut.
Stelele fugare și șocul arcului
Unele stele fugare produc o undă de șoc a capului de materie comprimată, care este foarte asemănătoare cu unda capului din jurul unei bărci care plutește pe apă.Acest val are aceeași natură fizică ca unda de șoc creată de un avion de vânătoare în aer.
Când o stea fugară se deplasează cu viteză mare prin mediul interstelar (un amestec foarte subțire de gaz și praf) la viteze supersonice, materia interstelară devine vizibilă ca o undă de șoc arc.
Termenul "viteză supersonică" înseamnă că viteza unui obiect în mișcare este mai mare decât viteza sunetului în mediul înconjurător.În timp ce în atmosfera inferioară a Pământului, această viteză esteLa aproximativ 330 m/s, în spațiul interstelar aproape gol, valoarea sa este de aproximativ 10 km/s.
Astfel, detectarea unei unde de șoc a arculuiîn jurul unei stele OB înseamnă că călătorește cu viteză supersonică și, prin urmare, poate fi identificat în mod fiabil ca o stea fugă, chiar dacă viteza sa nu a fost măsurată direct.
Imagini ale telescopului spațial Hubble cu stele fugare între octombrie 2005 și iulie 2006. Sursa: NASA
Caracteristicile stelelor
La o distanță de 750 pc de Soare, sunt cunoscute 56 de stele scăpate.Aceste stele nu diferă mult de restul stelelor componentei discului galaxiei în toți parametrii lor, cu excepția vitezei spațiale mari.Patru dintre stelele din acest grup au o masă mai mare de 25 de mase solare (masa lor este determinată de tipul de spectru cu o precizie nu foarte mare).
Acum se presupune că astfel de stele se formează fie prin evoluția dinamică a clusterelor și asociațiilor în care s-au născut (cauza cea mai probabilă este o apropiere triplă), fie prin colapsul unui sistem binar într-o explozie de supernovă, atunci când o stea în funcțiune primește oPulsul inițial al unei explozii stelare însoțitoare.
În timp ce ambele sunt teoretic posibilemecanism, astronomii în practică sunt de obicei înclinați spre ipoteza unei explozii de supernovă. R. Hoogerwerth și colegii săi de la Observatorul Leiden din Țările de Jos au folosit date de la satelitul Hipparcos pentru a urmări mișcările a 56 de stele fugare în timp și au găsit dovezi care susțin ambele teorii.
Autorii au urmărit mișcarea acestor stele în galaxieși pentru majoritatea dintre ele (inclusiv toate cele patru masive), am descoperit când și din ce asociere au zburat aceste stele, precum și care dintre cele două mecanisme posibile de ejectare a funcționat pentru fiecare stea anume (majoritatea stelelor au fost expulzate în timpul decăderii de binare).
Cel mai probabil, toate cele patru stele masive fugare și-au dobândit viteza spațială mare ca urmare a exploziilor de supernove în sisteme binare.
Autorii oferă mai multe argumente în favoarea acestei concluzii:
- Aceste stele sunt foarte masive.Pentru a fi aruncați din grup (asociere), au trebuit să zboare lângă stele nu cu atât mai puțin masive. Altfel, conform legii conservării impulsului, ar fi stele mai puțin masive care ar fi fost aruncate din sistem. Și există foarte puține astfel de stele masive - aceasta este o consecință directă a legii lui Salpeter. Supravegherea strânsă a mai multor stele masive se dovedește a fi un eveniment extrem de rar, în comparație cu întâlnirile triple aproape destul de rare ale stelelor cu masă mică.
- Stelele masive trăiesc doar câteva milioaneani. Acest fapt impune o limitare suplimentară evenimentului rar descris - abordarea trebuie să aibă timp să apară înainte ca stelele masive să explodeze ca supernove.
- Aceste stele zboară cu viteze de mai multe orimai mare decât dispersia vitezelor asociațiilor în care s-au născut. În sine, acest fapt nu contrazice nimic; după o apropiere de succes, stelele pot dobândi viteze suficient de mari. Cu toate acestea, acest lucru se întâmplă numai în cazuri rare, valoarea medie a vitezei dobândite în astfel de procese este semnificativ mai mică. Astfel, cu o probabilitate foarte mare, fiecare dintre aceste patru stele a făcut parte dintr-un sistem binar masiv destul de apropiat și și-a dobândit propria viteză spațială după dezintegrarea sa datorită unei explozii de supernova.
Determinarea procentului primului și celui de-al doilea mecanism în formarea stelelor fugare impune restricții puternice asupra teoriilor formării clusterelor și evoluției stelare.
Simulările numerice efectuate în 2000 au arătat că numărul de stele care scapă ar putea ajuta la determinarea, de exemplu, a numărului de perechi binare născute în clustere.
Viteze radiale măsurate pentru doar unao treime din stelele O-B din catalogul Hipparcos. Conform datelor disponibile, putem spune că ambele mecanisme sunt aproximativ echivalente. Odată cu creșterea numărului de stele fugare, pentru care se vor determina viteza și poziția în spațiu, va fi posibil să se găsească grupurile părinte, precum și vârsta și viteza lor inițială.
- Runaway Star α Giraffe
Steaua este situată în constelația Girafa și este îndepărtată dePământul este la patru mii de ani lumină distanță. Masa sa depășește masa Soarelui de 25-30 de ori, este de cinci ori mai fierbinte decât Soarele (temperatura sa este de 30 de mii de grade) și de 500 de mii de ori mai strălucitoare decât Soarele.
Steaua fugară α Girafa creează un capo undă de șoc care se deplasează cu o viteză de 60 km/s și comprimă mediul interstelar de-a lungul traseului său. Unda capului este la aproximativ zece ani lumină distanță de stea însăși.
Steaua emite, de asemenea, un vânt stelar puternic.Astronomii au crezut de mult că α Girafa a fost ejectată dintr-un grup din apropiere de stele tinere și fierbinți din cauza interacțiunilor gravitaționale cu alți membri ai clusterului. Conform unei alte ipoteze, steaua ar fi putut dobândi viteză (făcând zburarea din sistemul binar) ca urmare a exploziei unei stele însoțitoare masive sub formă de supernovă.
- Runaway Star ζ Ophiuchus
Pe măsură ce ζ Ophiuchis se mișcă, formează o undă arcuită de material interstelar în fața sa, clar vizibilă în această imagine colorată în infraroșu luată de nava spațială WISE.
În imagine în culori artificiale ζ Ophiuchusarată albăstrui. Acesta este situat aproape de centrul imaginii și se deplasează în sus cu o viteză de 24 km / s. Masa stelei este de 20 de ori mai mare decât a soarelui. Un vânt puternic stelar zboară în fața stelei, comprimând și încălzind materia interstelară și formând un șoc de arc.
- Runaway Star AE Charioteer
AE Aurigae este steaua strălucitoare chiar dedesubt și în stânga centrului acestui portret colorat al nebuloasei IC 405, cunoscută și sub numele de Nebuloasa Steaua Flaming.
Variabila fierbinte înconjurată de un nor spațialo stea de tip spectral O, cu radiația sa energetică, face să strălucească hidrogenul, situat de-a lungul filamentelor de gaz. Lumina albastră a stelei reflectă praful interstelar. Steaua AE Charioteer s-a născut într-un nor complet diferit pe care îl evidențiază.
Imagine în infraroșu a unei unde de șoc a arcului (arc galben) creată de steaua de evadare ζ Ophiuchus într-un nor interstelar de praf și gaze
Record de viteză
Una dintre cele mai rapide stele care evadează este US 708.constelația Ursa Major. A fost descoperit în 1982 și redescoperit în 2005. Multă vreme s-a crezut că acesta, ca și alte obiecte de acest tip, a fost aruncat de o gaură neagră supermasivă din centrul Galaxiei.
S5-HSV1 a stabilit un nou record US 708 în 2019în constelația Crane. Obiectul a fost descoperit în sondajul Anglo-Australian Telescope. Viteza sa este de 1,7 mii de kilometri pe secundă. Acum este singura stea de super-localitate foarte dovedită care a venit din centrul Căii Lactee.
Cum poate ajuta stelele Super Velocity?
Acum stele de mare viteză sunt descoperite în aureola- dincolo de partea vizibilă a galaxiei. Spre deosebire de populația tipică din periferie de stele vechi roșii, care se estompează, acestea sunt giganți tineri, fierbinți, albaștri.
Aceștia se nasc în centrul Căii Lactee, unde mergeformarea stelelor active. Cu toate acestea, câmpul gravitațional puternic al găurii negre supermasive îi îndepărtează de pereche și îi accelerează la viteza de evadare din Galaxy. Sunt foarte luminoase și, prin urmare, mai ușor de detectat.
Existența unui halou de oameni de știință a fost cauzată de o anomalieviteza de rotație a regiunilor exterioare ale galaxiei. Nu se poate explica dacă au existat doar stele. Este nevoie de multă masă suplimentară. Se numește materie întunecată, deoarece nu o detectăm direct.
Care este forma halo, sferică sau aplatizată,necunoscut, dar traiectoriile stelelor de supra-localitate vor ajuta la răspunsul la această întrebare. Analizând aceste date, profesorul Avi Loeb de la Harvard și colegii săi au estimat masa Căii Lactee, împreună cu materia întunecată, la 1,2-1,9 trilioane de ori mai mult decât masa Soarelui.
Citeste mai mult
Cel mai furtunos loc de pe Pământ: de ce Pasajul Drake este cel mai periculos traseu spre Arctica
Astrofizicienii au modelat prima trilionime de secundă din Big Bang
Mars Express a ajutat să afle unde și cum a dispărut apa de pe Planeta Roșie