«Я не могу описать уровень волнения»
Новое исследование показало, что обнаруженный учеными объект двигался по Млечному Пути так быстро, что мог преодолеть гравитацию галактики и достичь межгалактического пространства. Вероятно, это была слабая красная звезда, и объект приближался к нам со скоростью около 600 километров в секунду. Для сравнения, отмечает CNN, Солнце вращается вокруг Млечного Пути со скоростью 200 километров в секунду.
Фото: Обсерватория WM Keck
По мнению группы астрономов и ученых-любителей, чье исследование было принято к публикации в Astrophysical Journal Letters, в случае подтверждения этот объект станет первой известной «гиперскоростной» звездой с очень малой массой.
Звезды малой массы встречаются гораздо чаще, чем звезды большой массы, поскольку звездообразование благоприятствует объектам малой массы, а звезды большой массы имеют более короткую продолжительность жизни, сказал соавтор исследования Роман Герасимов, научный сотрудник кафедры физики и астрономии Университета Нотр-Дам. Но звезды малой массы сложнее обнаружить, потому что они холоднее и менее яркие.
Гиперскоростные звезды, впервые теоретически описанные в 1988 году и обнаруженные в 2005 году, уже чрезвычайно редки, что делает это новое открытие «особенно захватывающим», сказал он.
Волонтеры, участвующие в проекте под названием «Миры на окраинах: Планета 9», обнаружили звезду, получившую название CWISE J124909.08+362116.0 или сокращенно J1249+36. Исследователи, участвующие в проекте, ищут доказательства существования неоткрытых объектов или большого гипотетического мира под названием Планета 9 на «окраинах Солнечной системы» за Нептуном.
Участники Backyard Worlds ищут закономерности и аномалии в изображениях и данных, собранных широкоугольным инфракрасным обзорным телескопом NASA, который составлял карту неба в инфракрасном свете с 2009 по 2011 год. (В 2013 году космическое агентство передало миссию широкоугольному инфракрасному обзорному телескопу Wide-field Infrared Survey Explorer для наблюдения за околоземными астероидами и кометами, а 8 августа полностью прекратило ее реализацию.)
Как отмечает CNN, J1249+36 привлекла внимание ученых-любителей, изучавших данные, несколько лет назад, поскольку, по словам авторов исследования, звезда двигалась примерно на 0,1 процента быстрее скорости света.
«Я не могу описать уровень волнения», — сказал в своем заявлении соавтор исследования Мартин Кабатник, гражданский ученый из Нюрнберга, Германия. «Когда я впервые увидел, как быстро это происходит, я был убежден, что об этом уже сообщалось раньше».
Последующие наблюдения с нескольких телескопов сфокусировались на объекте и помогли подтвердить открытие.
«Именно здесь источник стал очень интересным, потому что его скорость и траектория показали, что он двигался достаточно быстро, чтобы потенциально покинуть Млечный Путь», — сказал ведущий автор исследования Адам Бургассер, профессор астрономии и астрофизики в Калифорнийском университете в Сан-Диего.
Изначально малая масса звезды затрудняла ее классификацию, заставляя астрономов гадать, была ли это звезда с малой массой или коричневый карлик, небесный объект, который не совсем является звездой или планетой, отмечает CNN.
Коричневые карлики массивнее планет, но не такие массивные, как звезды, и гражданские ученые, работающие над проектом «Миры на окраинах», обнаружили более 4000 из них.
Но ни один из этих коричневых карликов не находился на траектории, которая вывела бы их из галактики, как «убегающие» сверхскоростные звезды, которые астрономы наблюдали за последние два десятилетия.
Астрономы наблюдали J1249+36 с помощью наземных телескопов, включая обсерваторию У. М. Кека на Мауна-Кеа на Гавайях и телескоп Pan-STARRS Гавайского института астрономии на Халеакале на острове Мауи.
Данные ближнего инфракрасного спектрографа Эшелле обсерватории Кека предполагают, что звезда является L-карликом или звездой с гораздо меньшей массой и более низкой температурой, чем Солнце. Холодные карликовые звезды являются самыми старыми звездами в галактике, сообщает CNN.
Данные телескопа показали, что потенциальная звезда имеет более низкую концентрацию металлов, таких как железо, чем другие звезды или коричневые карлики.
Объединив данные с нескольких телескопов, астрономы определили положение и скорость звезды в космосе, что позволило им предсказать, что в какой-то момент она покинет Млечный Путь.
Но остаются вопросы об истинной природе объекта.
«Я подсчитал, что масса этого объекта составляет около 8% от массы Солнца, сравнивая его наблюдаемые свойства с компьютерным моделированием звездной эволюции», — сказал Герасимов. «Это помещает этот объект прямо на нижний предел приемлемых звездных масс, и на самом деле возможно, что масса объекта немного ниже этого предела, что означало бы, что объект не является звездой, а является коричневым карликом». Авторы исследования говорят, что более подробное изучение этого объекта может помочь астрономам определить, представляет ли он большую популяцию высокоскоростных маломассивных объектов, которые подверглись экстремальным ускорениям. Понимание его точной природы также может помочь им определить, когда он покинет галактику. Ранее астрономы заметили сверхмассивную черную дыру в центре Млечного Пути, которая дала быстрый толчок звезде, которая навсегда покинет галактику примерно через 100 миллионов лет.
Исследователи полагают, что существует два возможных сценария, которые привели к тому, что J1249+36 оказалась на своем быстром пути.
Исследовательская группа заявила, что звезда, вероятно, является компаньоном белого карлика, который является оставшимся ядром мертвой звезды, извергнувшей газы, которые служат ее ядерным топливом. В таких звездных парах, если две звезды находятся близко друг к другу, белый карлик будет откачивать массу из своего компаньона, вызывая взрыв, называемый новой. А когда белый карлик накапливает слишком много массы, он коллапсирует и взрывается как сверхновая.
«В этом типе взрыва сверхновой белый карлик полностью уничтожается, поэтому его компаньон освобождается и улетает с той орбитальной скоростью, с которой он изначально двигался, плюс небольшой толчок от взрыва сверхновой», — говорит Бургассер. «Наши расчеты показывают, что этот сценарий работает. Однако белого карлика больше нет, а остатки взрыва, который, вероятно, произошел несколько миллионов лет назад, уже рассеялись, поэтому у нас нет окончательных доказательств того, что это его происхождение».
Другая возможность заключается в том, что J1249+36 существовала в шаровом скоплении или тесно связанной группе сферических звезд. Астрономы предсказывают, что такие скопления содержат черные дыры различной массы в своих центрах. Черные дыры могут образовывать двойные пары, которые могут катапультировать любые звезды, которые окажутся слишком близко.
«Когда звезда сталкивается с двойной черной дырой, сложная динамика этого трехчастичного взаимодействия может выбросить эту звезду прямо из шарового скопления», — сказал соавтор исследования Кайл Кремер, младший доцент кафедры астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Кремер провел моделирование и обнаружил, что трехчастичное взаимодействие может выбросить маломассивную субкарликовую звезду из скопления и направить ее по траектории, похожей на J1249+36.
«Это демонстрирует доказательство концепции, но мы на самом деле не знаем, из какого шарового скопления эта звезда», — сказал Кремер.
Герасимова больше всего заинтриговала идея о том, что объект был выброшен из шарового скопления, поскольку такие скопления содержат звезды, которым более 13 миллиардов лет.
«Химический состав и распределение звездной массы в шаровых скоплениях отражают самые ранние стадии формирования и эволюции нашей галактики», — сказал он. «Однако практически все, что мы знаем о шаровых скоплениях, получено в результате исследований их членов с большей массой, поскольку звезды с малой массой и коричневые карлики просто слишком сложно наблюдать».
Космический телескоп Джеймса Уэбба недавно позволил астрономам идентифицировать первых коричневых карликов в шаровом скоплении, имеющих массу, близкую к массе объекта, но примеров слишком мало, чтобы получить более полную картину.
«Однако существование этой сверхскоростной звезды, если она действительно является бывшим членом шарового скопления, открывает новый способ изучения маломассивных скоплений путем поиска тех, которые были выброшены и движутся с высокой скоростью через окрестности Солнца», — сказал Герасимов. ”Поскольку нам удалось найти один пример, в будущем, вероятно, будет обнаружено еще много других”.
Отслеживание пути, который J1249+36 прошел в обратном направлении, может привести к скоплению в ночном небе, где неоткрытые скопления ждут своего часа, говорят исследователи”.
Теперь ученые надеются узнать больше об элементном составе звезды, что могло бы помочь объяснить, как она оказалась на траектории, удаленной от Млечного Пути, сообщает CNN”.
Когда белые карлики взрываются, они создают тяжелые элементы, которые можно найти в области вокруг J1249+36. Аналогично, звезды в шаровых скоплениях по всему Млечному Пути имеют разный состав элементов, которые служат визитными карточками их происхождения.
«По сути, мы ищем химический отпечаток, который позволил бы нам точно определить, из какой системы эта звезда», — цитирует Романа Герасимова CNN.
Свежие комментарии