Астрономія
Астрономія

Астрономи відшукали зірки з великою швидкістю у гало Чумацького Шляху

За допомогою даних телескопів LAMOST та Gaia дослідники знайшли 591 зірку з великою швидкістю в гало нашої галактики. Про це вони пишуть у журналі The Astrophysical Journal Supplement Series. Вчені змогли проаналізувати їхні властивості, виділити різні типи серед них, зробити висновки про їхнє походження, а також визначити, що принаймні 43 з цих зірок, скоріш за все, покидають галактику.

Навіщо вивчати зірки з великою швидкістю?

Зірки, які швидко рухаються, можуть вказувати на екстремальні динамічні та астрофізичні процеси. Особливо це стосується тих світил, що наближаються чи навіть перевищують швидкість, необхідну для виходу з галактики у їхньому положенні. Такі зірки дозволяють астрономам досліджувати механізми, що спричиняють їхні екстремальні швидкості. Наприклад, їхні розподіли у просторі та швидкості можуть вказати на існування подвійної системи надмасивних чорних дір у центрі нашої галактики. Так як такі зірки проходять великі відстані через галактику, вони використовуються для визначення розподілу мас у ній, а їхні траєкторії дозволяють дізнатися більше про форму гало темної матерії.

Якими бувають такі зірки?

Загалом існує чотири підкласи зірок з високою швидкістю: гіпершвидкі зірки (hypervelocity star), зірки-втікачі (runaway star), зірки-гіпервтікачі (hyper-runaway star) та швидкі зірки гало (fast halo star). Усі вони мають різне походження. Так, гіпершвидкі зірки є найшвидшими у галактиці, і можуть формуватися або внаслідок припливного руйнування подвійної системи зірок надмасивною чорною дірою в галактичному центрі, або через взаємодію зірки з подвійною надмасивною чорною дірою, із скупченням чорних дір зоряної маси навколо надмасивної чорної діри чи внаслідок взаємодії між кулястим скупченням та надмасивною чорною дірою. Зірки-втікачі утворилися в диску галактики, а потім були викинуті в гало. Так могло статися через вибух наднової у подвійній зоряній системі чи внаслідок динамічної взаємодії у щільній зоряній системі. Якщо зірка-втікач отримає швидкість, що дозволяє покинути галактику, вона належить до гіпервтікачів. Останній підклас, швидкі зірки гало, утворюються завдяки припливним взаємодіям із карликовими галактиками або ж з іншими галактиками Місцевої групи.

Яке дослідження провели вчені?

 KONG Xiao of NAOC 

KONG Xiao of NAOC

Астрономи проаналізували дані телескопів LAMOST та Gaia, щоб встановити зірки із високою швидкістю. У результаті вони отримали 591 кандидата у такі світила, які рухаються зі швидкістю щонайменше 445 кілометрів на секунду. Більшість з них є зірками-гігантами, а 43 з цих кандидатів можуть вирватися за межі галактики з імовірністю 50%. Дослідники визначили, що усі 591 зірки пов’язані з популяцією гало. Близько 14% з них багаті металом. Більшість зірок вибірки рухаються ретроградними орбітами. Для подальшого дослідження астрономи відтворили їхні орбіти в минулому та розподілили зірки за чотирма підкласами. Це дозволило визначити, що близько 15% цих зірок походять з галактичного центру, 55% припадає на галактичний диск, а 30% зірок мають позагалактичне походження.