Co wyrzuca gwiazdę LAMOST-HVS z Drogi Mlecznej?
Nie wszystkie gwiazdy Drogi Mlecznej są z nią związane siłami, które gwarantują ich pozostanie w galaktyce. Naukowcy znają już kilkadziesiąt gwiazd hiperprędkościowych, czyli takich, które poruszają się z na tyle dużą prędkością, iż w końcu wylecą poza Drogę Mleczną.
Jeszcze do niedawna jedynymi znanymi gwiazdami hiperprędkościowymi były błękitne olbrzymy, które wywodziły się z centrum galaktyki. Tam zostały przyspieszone przez czarną dziurę. Przed pięciu laty informowaliśmy o odkryciu nowej kategorii gwiazd hiperprędkościowych. To obiekty mniej więcej wielkości Słońca, które prawdopodobnie nie pochodzą z centrum galaktyki, zatem mechanizm ich przyspieszenia musiał być inny niż obecność czarnej dziury.
LAMOST-HVS to najbliższa Słońcu gwiazda hiperprędkościowa. Naukowcom z University of Michigan udało się, dzięki użyciu Teleskopu Magellana i satelity Gaia, prześledzić trasę, jaką przez ostatnie 33 miliony lat przebyła ta gwiazda. Obecnie porusza się ona z prędkością 568 km/s (2 044 800 km/h).
Jedna z teorii mówiąca o powstawaniu gwiazd hiperprędkościowych zakłada, że to pozostałości układu podwójnego, który znalazł się zbyt blisko czarnej dziury. Ta wchłonęła jedną z gwiazd, a drugą przyspieszyła do prędkości pozwalającej na wyrwanie się z objęć grawitacyjnych galaktyki.
Jednak gdy prześledzono trasę LAMOST-HVS okazało się, że w ciągu ostatnich 33 milionów lat nie zbliżyła się ona nawet do czarnej dziury. Musiało przyspieszyć ją coś innego.
Do wyrzucenia gwiazdy z galaktyki potrzebne jest niezwykle silne oddziaływanie grawitacyjne. Autorzy najnowszych badań uważają, że może ono zostać wytworzone przez gromadę gwiazd, w której znajduje się co najmniej kilkanaście gwiazd o masie co najmniej 30 mas Słońca. Jeśli LAMOST-HVS znalazła się blisko takiej gromady, mogła zostać przyspieszona do hiperprędkości. Alternatywnym rozwiązaniem byłoby spotkanie z czarną dziurę o masie około 100 mas Słońca.
Czarne dziury o tak niewielkiej masie są od dawna przedmiotem spekulacji i poszukiwań. Dotychczas przeprowadzono kilka obserwacji, które mogłyby potwierdzać ich istnienie, jednak wciąż brak jednoznacznych dowodów. Jednak uważa się, że takie czarne dziury mogą powstawać w masywnych gromadach gwiazd, takich, jaka mogła przyspieszyć LAMOST-HVS.
Naukowcy, którzy prześledzili historię LAMOST-HVS stwierdzili, że tam, gdzie gwiazda znajdowała się przed 33 milionami lat nie widać żadnej masywnej gromady gwiazd. Jednak taka gromada z łatwością mogłaby zostać przesłonięta przez pył, więc fakt, że niczego tam nie widzimy, nie oznacza, że niczego tam nie ma. Badania wykazały, że gwiazda pochodzi z Ramienia Węgielnicy, które trudno jest obserwować z Ziemi. Jeśli udałoby się zaobserwować tam gromadę gwiazd, być może zdobylibyśmy dowody na istnienie niewielkich czarnych dziur.
Tak czy inaczej, pewne jest, że LAMOST-HVS została przyspieszona przez coś innego niż Saggitarius A* w centrum galaktyki.
Komentarze (6)
Wheelmill, 17 marca 2019, 16:58
Czy może mi ktoś wyjaśnić w jaki sposób prześledzono trasę tej gwiazdy w ciągu poprzednich 33 mln lat? Czy to jakaś retrospektywna symulacja newtonowskiej mechaniki uwzględniająca wpływ grawitacyjny mijanych obiektów - takie gwiezdny bilard wspak czy też coś bardziej wyrafinowanego i nieobarczonego narastającym błędem obliczeniowym?
ex nihilo, 17 marca 2019, 18:49
Tu są wszystkie szczegóły:
https://arxiv.org/pdf/1810.02029.pdf
https://arxiv.org/pdf/1401.5063.pdf
A w tym przypadku, biorąc pod uwagę v=~600 km/h i trajektorię, 33 mln lat to wcale nie jest dużo
thikim, 17 marca 2019, 22:48
Nie może pochodzić z innej galaktyki? Albo nawet spoza galaktyk?
Tu oczywiście wiek wyjaśniłby sporo.
Takie gwiazdy mogłyby nabywać także prędkości w przypadku zderzeń dwóch galaktyk.
ex nihilo, 17 marca 2019, 23:02
Niezależnie od konkretnej trajektorii - pdp wywalenia gwiazdy z galaktyki jest raczej kilka rzędów większe niż "przestrzelenia" galaktyki przez gwiazdę obcą.
thikim, 18 marca 2019, 09:43
Możliwe ale my się skupiamy na tej gwieździe bo jak rozumiem jest wyjątkowa - więc pdp niejako niejawnie odrzuciliśmy już na początku.
Jak już badamy albinosa bo nas zaciekawił to nie robimy czegoś takiego że częstość albinosów = ilość badanych albinosów/ ilość badanych =1/1 = 100 %.
Jeśli nawet na 1000 gwiazd tylko jedna jest gwiazdą z innej galaktyki ale za to porusza się nietypowo i zwraca naszą uwagę to trzeba zauważyć że ta nietypowość wyrzuca nas z obszaru statystyki.
ex nihilo, 18 marca 2019, 18:18
Ee nieee, bont
Fakt, że przypadek jest nietypowy, nie oznacza, że nie można oceniać pdp przyczyn:
1. galaktyki zajmują bardzo mały ułamek objętości W,,
2. ogromna wiekszość gwiazd siedzi w galaktykach, ale...
3. zdarza się, że niektóre (niewiele) zostają z nich wyrzucone,
4. te wyrzucone muszą mieć odpowiednią prędkość, większą od prędkości ucieczki,
5. żeby taka szybka gwiazda została wciągnięta prez galaktykę, musi mieć trajektorię bardzo bliską galaktyci i pod odpowiednim kątem,
6. nawet kiedy założymy, że 5. będzie spełnione, to bardziej pdp jest, że zostanie w galaktyce uwięziona, niż przez nią się przebije albo znowu zostanie wyrzucona.
Do tego można wsadzić odpowiednie liczby, ale nawet bardzo ostrożna prowizorka pokazuje, że 3 + 6 jest znacznie mniej pdp niż samo 3.