Ο Ήλιος τρέχει μέσα στον Γαλαξία με ταχύτητα 30 φορές μεγαλύτερη από ένα διαστημικό λεωφορείο σε τροχιά (με ταχύτητα 220 km/s σε σχέση με το γαλαξιακό κέντρο). Τα περισσότερα αστέρια στον Γαλαξία μας ταξιδεύουν με σχετικά παρόμοια ταχύτητα. Αλλά ορισμένα αστέρια σίγουρα παραβιάζουν το αστρικό όριο ταχύτητας. Περίπου ένα στα δισεκατομμύρια αστέρια ταξιδεύει με ταχύτητα περίπου 3 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο μας – τόσο γρήγορα που μπορούν εύκολα να ξεφύγουν εντελώς από τον γαλαξία!
Έχουμε ανακαλύψει δεκάδες από αυτά τα λεγόμενα αστέρια υπερταχύτητας. Πώς ακριβώς όμως αυτά τα αστέρια φτάνουν σε τόσο υψηλές ταχύτητες; Αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο του Λέστερ ίσως βρήκαν την απάντηση.
Η πρώτη ένδειξη έρχεται στην παρατήρηση αστεριών με υπερταχύτητα, όπου μπορούμε να σημειώσουμε την ταχύτητα και την κατεύθυνσή τους. Από αυτές τις δύο μετρήσεις, μπορούμε να εντοπίσουμε αυτά τα αστέρια προς τα πίσω για να βρούμε την προέλευσή τους. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα περισσότερα αστέρια με υπερταχύτητα αρχίζουν να κινούνται γρήγορα στο Γαλαξιακό Κέντρο.
Τώρα έχουμε μια πρόχειρη ιδέα για το πού αποκτούν αυτά τα αστέρια την ταχύτητά τους, αλλά όχιπωςφτάνουν σε τόσο υψηλές ταχύτητες. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι δύο διεργασίες είναι πιθανό να κλωτσήσουν αστέρια σε τόσο μεγάλες ταχύτητες. Η πρώτη διαδικασία περιλαμβάνει μια αλληλεπίδραση με την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα (Sgr A*) στο κέντρο του Γαλαξία μας. Όταν ένα δυαδικό αστρικό σύστημα πλανάται πολύ κοντά στο Sgr A*, το ένα αστέρι είναι πιθανό να συλληφθεί, ενώ το άλλο αστέρι είναι πιθανό να πεταχτεί μακριά από τη μαύρη τρύπα με ανησυχητικό ρυθμό.
Η δεύτερη διαδικασία περιλαμβάνει μια έκρηξη σουπερνόβα σε ένα δυαδικό σύστημα. Ο Δρ. Καστύτης Ζούμποβας, επικεφαλής συγγραφέας στο χαρτί Συνοψίζεται εδώ, είπε στο Universe Today, «Οι εκρήξεις σουπερνόβα σε δυαδικά συστήματα διαταράσσουν αυτά τα συστήματα και επιτρέπουν στο εναπομείναν αστέρι να πετάξει μακριά, μερικές φορές με αρκετή ταχύτητα για να ξεφύγει από τον Γαλαξία».
Υπάρχει, ωστόσο, μια προειδοποίηση. Τα δυαδικά αστέρια στο κέντρο του Γαλαξία μας θα περιφέρονται μεταξύ τους και θα περιστρέφονται γύρω από το Sgr A*. Θα έχουν δύο ταχύτητες που σχετίζονται με αυτά. «Αν η ταχύτητα του άστρου γύρω από το κέντρο μάζας του δυαδικού συστήματος τυχαίνει να ευθυγραμμίζεται στενά με την ταχύτητα του κέντρου μάζας γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, η συνδυασμένη ταχύτητα μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη ώστε να ξεφύγει από τον Γαλαξία εντελώς», εξήγησε ο Zubovas.
Σε αυτή την περίπτωση, δεν μπορούμε να καθίσουμε και να περιμένουμε να παρατηρήσουμε μια έκρηξη σουπερνόβα που διαλύει ένα δυαδικό σύστημα. Θα έπρεπε να είμαστε πολύ τυχεροί για να το καταλάβουμε! Αντίθετα, οι αστρονόμοι βασίζονται στη μοντελοποίηση υπολογιστή για να αναδημιουργήσουν τη φυσική ενός τέτοιου γεγονότος. Δημιουργούν πολλαπλούς υπολογισμούς προκειμένου να προσδιορίσουν τη στατιστική πιθανότητα να συμβεί το συμβάν και να ελέγξουν εάν τα αποτελέσματα ταιριάζουν με τις παρατηρήσεις.
Αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο του Λέστερ έκαναν ακριβώς αυτό. Το μοντέλο τους περιλαμβάνει πολλαπλές παραμέτρους εισόδου, όπως τον αριθμό των δυαδικών, τις αρχικές θέσεις τους και τις τροχιακές τους παραμέτρους. Στη συνέχεια υπολογίζει πότε ένα αστέρι μπορεί να υποστεί μια έκρηξη σουπερνόβα και ανάλογα με τη θέση των δύο αστεριών εκείνη τη στιγμή, την τελική ταχύτητα του εναπομείναντος αστέρα.
Η πιθανότητα ότι ένας σουπερνόβα διαταράσσει ένα δυαδικό σύστημα είναι μεγαλύτερη από 93%. Αλλά το δευτερεύον αστέρι ξεφεύγει από το γαλαξιακό κέντρο; Ναι, 4 – 25% των περιπτώσεων. Ο Zubovas περιέγραψε, «Αν και αυτό είναι ένα πολύ σπάνιο περιστατικό, μπορεί να περιμένουμε να δημιουργηθούν αρκετές δεκάδες τέτοια αστέρια σε διάστημα 100 εκατομμυρίων ετών». Τα τελικά αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι αυτό το μοντέλο εκτοξεύει αστέρια με ρυθμούς αρκετά υψηλούς ώστε να ταιριάζει με τον παρατηρούμενο αριθμό αστεριών υπερταχύτητας.
Όχι μόνο ο αριθμός των αστεριών υπερταχύτητας ταιριάζει με τις παρατηρήσεις αλλά και η κατανομή τους σε όλο το διάστημα. «Τα αστέρια υπερταχύτητας που παράγονται από τη μέθοδο διαταραχής του σουπερνόβα δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα στον ουρανό», είπε ο Δρ. Graham Wynn, ένας από τους συγγραφείς της εφημερίδας. 'Ακολουθούν ένα μοτίβο το οποίο διατηρεί ένα αποτύπωμα του αστρικού δίσκου στον οποίο σχηματίστηκαν. Τα αστέρια που παρατηρούνται με υπερταχύτητα φαίνεται να ακολουθούν ένα μοτίβο σαν αυτό.'
Στο τέλος, το μοντέλο ήταν πολύ επιτυχημένο στην περιγραφή των παρατηρούμενων ιδιοτήτων των αστεριών υπερταχύτητας. Η μελλοντική έρευνα θα περιλαμβάνει ένα πιο λεπτομερές μοντέλο που θα επιτρέψει στους αστρονόμους να κατανοήσουν την τελική μοίρα των αστεριών με υπερταχύτητα, την επίδραση που έχουν οι εκρήξεις σουπερνόβα στο περιβάλλον τους και το ίδιο το γαλαξιακό κέντρο.
Είναι πιθανό και τα δύο σενάρια –δυαδικά συστήματα που αλληλεπιδρούν με την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα και ένα που υφίσταται έκρηξη σουπερνόβα– να σχηματίζουν αστέρια με υπερταχύτητα. Η μελέτη και των δύο θα συνεχίσει να απαντά σε ερωτήσεις σχετικά με το πώς σχηματίζονται αυτά τα γρήγορα αστέρια.
Τα αποτελέσματα θα δημοσιευθούν στο Astrophysical Journal ( προεκτύπωση διαθέσιμη εδώ )
