Większość gwiazd w naszej galaktyce zachowuje się przewidywalnie, krążąc wokół centrum Drogi Mlecznej z prędkością około 100 km / s (62 mil / s). Ale niektóre gwiazdy osiągają prędkości, które są znacznie większe, do tego stopnia, że są nawet w stanie uciec grawitacyjnemu przyciągnięciu galaktyki. Są to znane jako gwiazdy nadpobudliwości (HVS), rzadki typ gwiazdy, o której uważa się, że jest wynikiem interakcji z supermasywną czarną dziurą (SMBH).
Istnienie HVS jest czymś, co astronomowie po raz pierwszy opracowali pod koniec lat 80. XX wieku, a jak dotąd zidentyfikowano tylko 20. Ale dzięki nowym badaniom zespołu chińskich astronomów do tej listy dodano dwie nowe gwiazdy hiperszybkości. Gwiazdy te, które zostały oznaczone jako LAMOST-HVS2 i LAMOST-HVS3, podróżują z prędkością do 1000 km / s (620 mi / s) i uważa się, że powstały w centrum naszej galaktyki.
Badanie, które opisuje odkrycia zespołu, zatytułowane „Odkrycie dwóch nowych gwiazd nadpobudliwości z badań spektroskopowych LAMOST”, niedawno pojawiło się w Internecie. Zespół pod przewodnictwem Yang Huanga z Południowo-Zachodniego Instytutu Badań Astronomicznych na Uniwersytecie Yunnan w Kunming, Chiny, polegał na danych z wielozakresowego teleskopu spektroskopowego z dużym obszarem nieba (LAMOST) w celu wykrycia tych dwóch nowych gwiazd hiperszybkości.
Astronomowie szacują, że tylko 1000 HVS istnieje w Drodze Mlecznej. Biorąc pod uwagę, że w naszej galaktyce jest aż 200 miliardów gwiazd, to zaledwie 0,0000005% populacji galaktyki. Chociaż uważa się, że gwiazdy te pochodzą z centrum naszej galaktyki - podobno w wyniku interakcji z naszą SMBH, Strzelcem A * - zdołają podróżować dość daleko, czasem nawet całkowicie uciekając z naszej galaktyki.
Z tego właśnie powodu astronomowie są tak zainteresowani HVS. Biorąc pod uwagę ich prędkość i ogromne odległości, które mogą pokonać, śledzenie ich i tworzenie bazy danych ich ruchów może stanowić ograniczenie kształtu halo ciemnej materii w naszej galaktyce. Dlatego dr Huang i jego koledzy zaczęli przeszukiwać dane LAMOST, aby znaleźć dowody nowego HVS.
Obserwatorium LAMOST, zlokalizowane w prowincji Hebei w północno-zachodnich Chinach, jest prowadzone przez Chińską Akademię Nauk. W ciągu pięciu lat obserwatorium przeprowadziło badanie spektroskopowe 10 milionów gwiazd w Drodze Mlecznej, a także milionów galaktyk. W czerwcu 2017 r.LAMOST opublikował trzecie wydanie danych (DR3), które obejmowało widma uzyskane podczas badania pilotażowego i pierwszych trzech lat regularnych badań.
Zawierający wysokiej jakości widma 4,66 miliona gwiazd i parametry gwiezdne dodatkowych 3,17 miliona, DR3 jest obecnie największym publicznym zestawem widmowym i katalogiem parametrów gwiezdnych na świecie. Już teraz dane LAMOST zostały wykorzystane do zidentyfikowania jednej gwiazdy hiperszybkości, gwiazdy typu B1IV / V (niebieska subgancka / podrzędna sekwencja główna), która była 11 masami Słońca, 13490 razy jaśniejszymi niż nasze Słońce i miała efektywną temperaturę 26 000 K (25 727 ° C; 46 340 ° F).
Ten HVS został oznaczony jako LAMOST-HSV1, na cześć obserwatorium. Po wykryciu dwóch nowych HVS w danych LAMOST, gwiazdy te zostały oznaczone jako LAMOST-HSV2 i LAMOST-HSV3. Co ciekawe, te nowo odkryte HVS są również niebieskim subwarfonem głównej sekwencji - lub odpowiednio gwiazdą typu B2V i B7V.
Podczas gdy HSV2 wynosi 7,3 mas Słońca, jest 2399 razy jaśniejszy niż nasze Słońce i ma efektywną temperaturę 20 600 K (20 327 ° C; 36 620 ° F), HSV3 ma 3,9 masy Słońca, jest 309 razy jaśniejszy niż Słońce, i ma efektywną temperaturę 14 000 K (24 740 ° C; 44 564 ° F). Naukowcy rozważyli również możliwe pochodzenie wszystkich trzech HVS na podstawie ich pozycji przestrzennych i czasów lotu.
Oprócz tego, że wywodzą się z centrum Drogi Mlecznej, rozważają również alternatywne możliwości. Jak stwierdzają w swoim badaniu:
„Wszystkie trzy HVS są przestrzennie powiązane ze znanymi młodymi strukturami gwiezdnymi w pobliżu GC, co wspiera ich pochodzenie. Jednak dwa z nich, tj. LAMOST-HVS1 i 2, mają krótsze czasy życia niż czasy lotu, co wskazuje, że nie mają wystarczająco dużo czasu na podróż z GC do bieżących pozycji, chyba że są niebieskimi maruderem (jak w przypadku HVS HE 0437-5439). Trzeci (LAMOST-HVS3) ma czas życia dłuższy niż czas lotu, a zatem nie ma tego problemu.
Innymi słowy, pochodzenie tych gwiazd wciąż jest tajemnicą. Oprócz idei, że zostali przyspieszeni poprzez interakcję z SMBH w centrum naszej galaktyki, zespół rozważył także inne możliwości, które sugerowały przez lata.
Jak twierdzą w tych badaniach, „obejmują one resztki pływowe nagromadzonej i zniszczonej galaktyki karłowatej (Abadi i in. 2009), ocalałe gwiazdy towarzyszące wybuchów supernowych typu Ia (SNe Ia) (Wang i Han 2009), wynik dynamicznej interakcji między wieloma gwiazdami (np. Gvaramadze i in. 2009), a uciekinierami wyrzuconymi z Wielkiej Chmury Magellana (LMC), przy założeniu, że ta ostatnia jest gospodarzem MBH (Boubert i in. 2016). ”
W przyszłości Huang i jego koledzy wskazują, że ich badanie skorzysta z dodatkowych informacji, które zostaną dostarczone przez misję Gaia ESA, które, jak twierdzą, rzucą dodatkowe światło na zachowanie HVS i skąd pochodzą. Jak stwierdzają w swoich wnioskach:
„Nadchodzące dokładne pomiary ruchu przez Gaię powinny stanowić bezpośrednie ograniczenie ich pochodzenia. Wreszcie oczekujemy, że w wyniku trwających badań spektroskopowych LAMOST odkryje się więcej HVS, a tym samym zapewni dalsze ograniczenie natury i mechanizmów wyrzucania HVS. ”
