Aurinko kilpailee galaksin läpi nopeudella, joka on 30 kertaa suurempi kuin avaruussukkula kiertoradalla (tarkkailunopeus 220 km / s galaktisen keskuksen suhteen). Noin yksi miljardista tähdestä kulkee noin 3 kertaa suuremmalla nopeudella kuin aurinko - niin nopeasti, että ne voivat helposti paeta galaksista kokonaan!
Olemme löytäneet kymmeniä näitä ns. Hyperkehitys tähtiä. Mutta kuinka nämä tähdet tarkalleen saavuttavat niin suuren nopeuden? Leicesterin yliopiston tähtitieteilijät ovat saattaneet löytää vastauksen.
Ensimmäinen vihje tulee tarkkailemaan hyperkehtyvyys tähtiä, missä voimme huomata niiden nopeuden ja suunnan. Näistä kahdesta mittauksesta voimme jäljittää nämä tähdet taaksepäin niiden alkuperän löytämiseksi. Tulokset osoittavat, että useimmat hyperkehityksen tähdet alkavat liikkua nopeasti galaktisessa keskuksessa.
Meillä on nyt karkea käsitys siitä, missä nämä tähdet saavuttavat nopeutensa, mutta eivät Miten ne saavuttavat niin suuren nopeuden. Tähtitieteilijöiden mielestä kaksi prosessia potkaisee tähtiä niin suurille nopeuksille. Ensimmäinen prosessi sisältää vuorovaikutuksen supermassiivisen mustan aukon (Sgr A *) kanssa galaksissamme keskellä. Kun binaarinen tähtijärjestelmä vaeltaa liian lähellä Sgr A *: ta, yksi tähti todennäköisesti vangitaan, kun taas toinen tähti todennäköisesti heitetään pois mustasta aukosta hälyttävällä nopeudella.
Toinen prosessi sisältää supernoovan räjähdyksen binaarisessa järjestelmässä. Dr. Kastytis Zubovas, tässä kirjoitetun paperin pääkirjailija, kertoi Space Magazine: lle: "Binaarijärjestelmien supernovan räjähdykset häiritsevät näitä järjestelmiä ja sallivat jäljellä olevan tähden lentää pois, toisinaan riittävän nopeudella paeta galaksista."
On kuitenkin yksi varoitus. Binaariset tähdet galaksissamme keskellä kiertävät toisiaan ja kiertävät Sgr A *: ta. Heihin liittyy kaksi nopeutta. "Jos tähden nopeus binaarin massakeskuksen ympärillä sattuu vastaamaan tiukasti massakeskuksen nopeutta supermassiivisen mustan aukon ympärillä, yhdistetty nopeus voi olla tarpeeksi suuri päästäkseen galaksista kokonaan", selitti Zubovas.
Tässä tapauksessa emme voi istua ympäriinsä ja odottaa havaittavan supernoovan räjähdystä, joka hajottaa binaarisen järjestelmän. Meidän olisi pitänyt olla onnekkaita kiinni siitä! Sen sijaan tähtitieteilijät luottavat tietokonemallinnukseen luodakseen sellaisen tapahtuman fysiikan. He asettavat useita laskelmia määrittääkseen tilastollisen todennäköisyyden tapahtuman tapahtumiselle ja tarkistaa, vastaavatko tulokset havaintoja.
Leicesterin yliopiston tähtitieteilijät tekivät juuri tämän. Niiden malli sisältää useita syöttöparametreja, kuten binaarien lukumäärän, niiden alkuperäiset sijainnit ja kiertoradan parametrit. Sitten se laskee, milloin tähti voi käydä supernoovan räjähdyksen, ja jäljelle jäävän tähden lopullinen nopeus riippuen kahden tähden asemasta tuolloin.
Todennäköisyys, että supernoova häiritsee binaarista järjestelmää, on suurempi kuin 93%. Mutta pääseekö toissijainen tähti sitten galaktisen keskuksen ulkopuolelle? Kyllä, 4 - 25% ajasta. Zubovas kuvaili: "Vaikka tämä on hyvin harvinainen tapaus, voidaan odottaa, että useita kymmeniä tällaisia tähtiä syntyy 100 miljoonan vuoden aikana." Lopputulokset viittaavat siihen, että tämä malli työntää tähtiä riittävän korkeilla nopeuksilla vastaamaan havaittua hyperkehtyvyyden tähtiä.
Hyperkehittyvyystähteiden lukumäärä ei vastaa vain havaintoja, vaan myös niiden jakautumisen koko avaruudessa. "Supernovan hajotusmenetelmällä tuotetut erittäin kehittyneitä tähtiä ei ole jakautunut tasaisesti taivaalle", kertoi tohtori Graham Wynn. "He seuraavat mallia, joka säilyttää jäljennöksen tähtien levystä, johon ne muodostivat. Havaittujen hyperkestävyysmerkkien nähdään seuraavan samanlaista mallia."
Loppujen lopuksi malli oli erittäin menestyksekäs kuvailemaan hyperkehtyvyyden tähtien havaittuja ominaisuuksia. Tulevaisuuden tutkimukseen sisältyy yksityiskohtaisempi malli, jonka avulla tähtitieteilijät voivat ymmärtää hyperkehityksen tähtijen lopullisen kohtalon, supernoova-räjähdysten vaikutuksen ympäristöönsä ja itse galaktisen keskuksen.
On todennäköistä, että molemmat skenaariot - binaarijärjestelmät, jotka ovat vuorovaikutuksessa supermassiivisen mustan aukon kanssa, ja yksi, joka käyvät läpi supernoovan räjähdyksen - muodostavat hyperkehityksen tähtiä. Molempien opiskelu jatkaa vastaamista kysymyksiin siitä, kuinka nämä nopeat tähdet muodostuvat.
Tulokset julkaistaan Astrophysical Journal -lehdessä (esijulkaisu saatavilla täältä)
