כוכב מוזר שנמצא כשהוא מזנק ממרכז הגלקסי שלנו הוא המהיר מסוגו שנראה אי פעם

תמונת רדיו של המרכז הגלקטי. (SARAO)

אסטרונומים גילו כוכב רצף ראשי חדש שהוא המהיר ביותר מסוגו שנמצא אי פעם בשביל החלב. הוא דוהר דרך הגלקסיה במהירות מנקר עיניים של כ-1,700 קילומטרים לשנייה, והוא דוהר הרחק ממרכז הגלקסיה.

זה גם הופך אותו לכוכב הראשון שאסטרונומים יכולים לזהות בביטחון כאילו נפלט מהמרכז הגלקטי. זה אומר שהוא כנראה הוצא מאינטראקציה עם הסופר-מסיבי חור שחור בו, הקולוסוס מזל קשת A* (Sgr A*).

'למעשה גילינו את הכוכב באופן מתמיד', אמר האסטרונום דניאל צוקר מאוניברסיטת מקווארי ל-Energyeffic.



'ערכנו סקר בשם S5... כדי לצפות בכוכבים בזרמים כוכביים, שהם מבנים סביב הגלקסיה שלנו שנוצרו על ידי צבירי כוכבים וגלקסיות ננסיות כשהם נקרעים על ידי כוחות הגאות והשפל של שביל החלב.'

לפי צוקר, ספקטרום הכוכבים יכול לספר לנו על הטמפרטורות, ההרכבים והגיל שלהם, כמו גם כמה מהר הם נעים אלינו או מתרחקים מהם (המהירות הרדיאלית שלהם).

״כפרויקט צדדי, פרופסור סרגיי קופוסוב מאוניברסיטת קרנגי מלון בחן ספקטרום מסקר S5 כדי לחפש כוכבים בעלי מהירויות רדיאליות גבוהות; הוא הופתע מאוד לגלות שכוכב אחד - שהוא כינה S5-HVS1 - מתרחק מאיתנו במהירות של למעלה מ-1,000 קמ'ש!'

תצפיות וחישובים המשך אישרו את התוצאה, והעניקו מהירות מהירה בטירוף של 1,700 קמ'ש.

S5-HVS1 די מעניין. זהו כוכב ראשי, או 'חי', שעדיין עובר היתוך מימן בליבתו; למעשה, הוא צעיר יחסית, בן עד 500 מיליון שנים בלבד מתוך אורך החיים המוערך של מיליארד שנה.

זה כוכב מסוג A בסביבות פי 2.35 מהמסה של השמש, וזוהר בבהירות למדי. מאפיינים אלה הופכים את זה למציאות מוזרה בין הכוכבים הדוהרים הללו, הידועים ככוכבי היפר-מהירות, או HSVs.

זה בגלל שלפי א ניתוח 2015 , אותם HSVs שאסטרונומים מצאו ברצף הראשי נוטים לעבר כוכבים מסוג O ו-B : כוכבים לוהטים ומסיביים מאוד 'חיו מהר ותמותים צעירים' שלא חיים יותר מא כמה עשרות מיליוני שנים .

ישנם גם כוכבים 'מתים' בעלי מהירות יתר, או כוכבי נויטרונים, כמו בעל שיא המהירות הקודם, RX J0822-4300 , עם מהירות נראית של מעל 1,500 קילומטרים לשנייה - מהירות שיא כשחושבה לראשונה ב-2006.

מחקר עדכני יותר בהמשך מצא שזה איטי משמעותית , אבל בכל מקרה זוהו בשנה שעברה כוכבים מתים מהירים יותר: שני גמדים לבנים נכנסים לשעה בסביבות 2,200 קילומטרים לשנייה .

אבל לכוכבים מתים בעלי מהירות יתר יש אמקור ברור יותר: כאשר כוכב גוסס עובר לסופרנובה, הפיצוץ יכול להיות א-סימטרי, ולפלוט את הכוכב עצמו החוצה לחלל במהירות מטורפת. עבור הגמדים הלבנים, מאמינים כי פיצוץ כפול, שבו שני הכוכבים הולכים לקבום, אחראי.

לפני S5-HVS1 (אשר גילויו עדיין ממתין ביקורת עמיתים ), הכוכב הבלתי מעורער המהיר ביותר הידוע כיום ברצף הראשי בגלקסיה היה ארה'ב 708 , במהירות של 1,200 קילומטרים לשנייה. זה סוג O. S5-HVS1 מוציא אותו מהמים.

אבל בלי פיצוץ, איך כוכבי סיקוונס ראשי נבעטים למהירויות מטורפות כאלה? ובכן, זה המקום שבו חורים שחורים היכנס.

אסטרונומים חושבים שכוכבי הרצף הראשי של מהירות יתר שזוהו עד כה היו יכולים להיסחף לחלל באמצעות אינטראקציות חילופיות של שלושה גופים, כאשר אחד הגופים הוא חור שחור, והשניים האחרים הם כוכבים במערכת בינארית.

(קח אוויר וצפה באנימציה היפה הזו של מערכת שלושה גופים שמוגדרת לקול.)

'אינטראקציות חילופיות של שלושה גופים בין כוכבים וחור שחור עצום משחרר בהכרח כוכבים מגלקסיה,' כתב האסטרונום וורן בראון של מרכז הרווארד סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה ב-2015.

'מכיוון שלכוכבים יש גדלים סופיים, רק עצם קומפקטי מאסיבי יכול להסביר כוכבים שנפלטו במהירות של 1,000 ק'מ s−1.'

מיקומו של S5-HVS1, במרחק של כ-29,000 שנות אור מכדור הארץ, והמהירות שבה הוא נע, מצביעים על כך שהוא נבעט מהמרכז הגלקטי לפני כ-4.8 מיליון שנים, בכוח רב.

'המודל שלנו של מסלולו מצביע על כך שמהירותו הראשונית הייתה דומה למדי למהירותו הנוכחית - בערך 1,800 קמ'ש', אמר צוקר.

'כדי להגיע למהירות הזו תדרוש העברה של בערך 6 x 10^42 ג'אול של אנרגיה קינטית - לצורך התייחסות, בעיטה כזו תאיץ את כדור הארץ למהירות פי 0.997 ממהירות האור!'

מאז הוא חוצה את החלל - אבל המנגנון שהוציא אותו החוצה קצת פחות ברור.

כדי שתתרחש אינטראקציה של חילופי שלושה גופים, לפי העיתון, אחד הכוכבים היה צריך להיות מסה נמוכה יחסית, פחות ממסה השמש, הננעל במסלול קצר עם S5-HVS1 - נמשך בין 3 ל-40 ימים.

למרות שהקבצים הבינאריים האלה יהיו נדירים, הם אפשריים. אירוע הצטברות לפני כמה מיליוני שנים יכול היה להניע את היווצרות כוכבים במרכז הגלקטי, וליצור את הבינארי S5-HSV1. המסלול שלו מיושר באופן מוזר עם דיסק של הכוכבים האלה, מה שיכול להצביע על המקום שבו הוא מקורו.

'הרעיון הבסיסי (המכונה לפעמים מנגנון הילס) הוא שמערכת כוכבים בינארית (שני כוכבים המקיפים זה את זה) מתקרבת לחור שחור סופר מסיבי, ואחד הכוכבים נכבש על ידי החור השחור', הסביר צוקר. .

'כשהכוכב שנלכד נמשך למסלול סביב החור השחור, הכוכב השני נזרק לחלל במהירות גבוהה - במקרה של חור שחור עם מסה פי כמה מיליוני מזו של השמש, הכוכב הנפלט יכול להגיע ל- מהירות של ~1,000 קמ'ש או יותר.'

אפשרות נוספת היא שחור שחור ביניים במרכז הגלקטי התמזג עם Sgr A* לפני כמה מיליוני שנים. החיכוך הדינמי בשלבים האחרונים של ההשראה שלו יכול היה להעיף חבורה של כוכבים מהמרכז הגלקטי.

למרות שיש מעט עדויות לאירוע כזה, ניתן היה לחקור אותו על ידי חיפוש אחר כוכבי היפר-מהירות נוספים שנפלטו במקביל ל-S5-HVS1.

יש גם עוד מה ללמוד על הכוכב עצמו. מהדורה חדשה של נתוני גאיה - פרויקט למיפוי הגלקסיה בתלת מימד ברמת הדיוק והפירוט הגבוהים ביותר אי פעם - צפויה בסוף 2021.

'תצפיות נוספות על הכוכב, ובמיוחד, פרסום הנתונים הבא של גאיה, יאפשרו לנו למדוד את מיקומו ומהירותו התלת-ממדית של הכוכב בדיוק רב יותר, ומכאן למודל טוב יותר את מסלולו; זה יאפשר לנו לאתר במדויק את מקורו של הכוכב', אמר צוקר.

'בנוסף, הגילוי של עוד HVS כאלה ייתן לנו רמזים לגבי מה שקורה במרכז הגלקטי, ויאפשר לנו לקבל מושג טוב יותר על צורת הגלקסיה ותפוצת המסה שלה.'

המחקר הוגש ל- הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה , והוא זמין באתר הקדם-דפוס arXiv .

עדכון 1 באוגוסט 2019: הכתבה עודכנה בהערות של דניאל צוקר.

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.