Solen kæmper gennem Galaxy med en hastighed, der er 30 gange større end en rumfærgen i kredsløb (indkoblet ved 220 km / s i forhold til det galaktiske centrum). Omkring en milliard stjerner rejser med en hastighed, der er cirka tre gange større end vores sol - så hurtigt, at de let kan undslippe galaksen helt!
Vi har opdaget snesevis af disse såkaldte hypervelocity-stjerner. Men hvordan nøjagtigt når disse stjerner så høje hastigheder? Astronomer fra University of Leicester har muligvis fundet svaret.
Den første ledetråd kommer til at observere stjerner på hypervelocity, hvor vi kan notere deres hastighed og retning. Fra disse to målinger kan vi spore disse stjerner bagud for at finde deres oprindelse. Resultaterne viser, at de fleste hypervelocity-stjerner hurtigt begynder at bevæge sig i det galaktiske center.
Vi har nu en grov idé om, hvor disse stjerner vinder deres hastighed, men ikke hvordan de når så høje hastigheder. Astronomer mener, at to processer sandsynligvis vil sparke stjerner med så store hastigheder. Den første proces involverer et samspil med det supermassive sorte hul (Sgr A *) i midten af vores Galaxy. Når et binært stjernesystem vandrer for tæt på Sgr A *, vil en stjerne sandsynligvis blive fanget, mens den anden stjerne sandsynligvis bliver kastet væk fra det sorte hul i en alarmerende hastighed.
Den anden proces involverer en supernovaeksplosion i et binært system. Dr. Kastytis Zubovas, hovedforfatter på papiret, der er sammenfattet her, fortalte Space Magazine, "Supernova-eksplosioner i binære systemer forstyrrer disse systemer og lader den resterende stjerne flyve væk, undertiden med tilstrækkelig hastighed til at undslippe galaksen."
Der er dog én advarsel. Binære stjerner i midten af vores Galaxy vil begge kredse rundt om hinanden og kredses om Sgr A *. De har to hastigheder forbundet med dem. ”Hvis stjernens hastighed omkring det binære massecenter sker tæt sammen med hastigheden af massecentret omkring det supermassive sorte hul, kan den kombinerede hastighed være stor nok til at undslippe galaksen helt,” forklarede Zubovas.
I dette tilfælde kan vi ikke sidde og vente med at se en supernovaeksplosion, der bryder et binært system. Vi skulle være meget heldige for at fange det! I stedet er astronomer afhængige af computermodellering for at genskabe fysikken i en sådan begivenhed. De opsætter flere beregninger for at bestemme den statistiske sandsynlighed for, at begivenheden vil finde sted, og kontrollere, om resultaterne stemmer overens med observationer.
Astronomer fra University of Leicester gjorde netop dette. Deres model inkluderer flere inputparametre, såsom antallet af binære filer, deres oprindelige placeringer og deres orbitalparametre. Den beregner derefter, hvornår en stjerne kan gennemgå en supernova-eksplosion, og afhængigt af placeringen af de to stjerner på det tidspunkt, den endelige hastighed for den resterende stjerne.
Sandsynligheden for, at en supernova forstyrrer et binært system, er større end 93%. Men slipper den sekundære stjerne derefter fra det galaktiske centrum? Ja, 4 - 25% af tiden. Zubovas beskrev, "Selvom dette er en meget sjælden forekomst, kan vi forvente, at flere titalls af sådanne stjerner oprettes i løbet af 100 millioner år." De endelige resultater antyder, at denne model udsætter stjerner med hastigheder, der er høje nok til at matche det observerede antal hypervelocity-stjerner.
Antallet af hypervelocity-stjerner matcher ikke kun observationer, men også deres distribution i rummet. ”Hypervelocity-stjerner produceret af vores supernova-forstyrrelsesmetode er ikke jævnt fordelt på himlen,” sagde Dr. Graham Wynn, en medforfatter på papiret. "De følger et mønster, der bevarer et aftryk af den stjerneskive, de dannede i. Observerede hypervelocity-stjerner ses at følge et mønster, der ligner dette."
I sidste ende var modellen meget vellykket med at beskrive de observerede egenskaber hos hypervelocity-stjerner. Fremtidig forskning vil omfatte en mere detaljeret model, der giver astronomer mulighed for at forstå hypervelocitystjernes endelige skæbne, effekten af supernovaeksplosioner på deres omgivelser og selve det galaktiske centrum.
Det er sandsynligt, at begge scenarier - binære systemer, der interagerer med det supermassive sorte hul og et, der gennemgår en supernovaeksplosion - danner hypervelocity-stjerner. At studere begge vil fortsætte med at besvare spørgsmål om, hvordan disse hurtige stjerner dannes.
Resultaterne vil blive offentliggjort i Astrophysical Journal (fortrykt tilgængeligt her)
