Пенсионный советник

Звездная заграница

Обнаружены «быстрые» звезды, летящие за пределами Млечного Пути

Дмитрий Малянов 28.05.2012, 11:09
Галактика Андромеды (M31) на изображении SDSS Sloan Digital Sky Survey
Галактика Андромеды (M31) на изображении SDSS

Обнаружено около 700 звезд-странников, выброшенных приливными силами в межгалактическое пространство из Млечного Пути. Сейчас это красные гиганты, но миллионы лет назад, в начале своего «изгнания», они относились к тому же классу звезд, что и наше Солнце.

Звезды — самые массивные из наблюдаемых объектов во всей галактической номенклатуре компактного гравитационно связанного вещества. Чтобы покинуть звездный хоровод и оказаться выброшенной за пределы материнской галактики, звезда должна получить огромное начальное ускорение.

«Ускорителем» звезд может выступать система из трех гравитационно взаимодействующих тел, два из которых вращаются вокруг центрального третьего, обладающего огромной массой.

На роль третьей компоненты «ускорителя» подходит пока только один кандидат — центральная часть Млечного Пути, в которой, предположительно, находится супермассивный объект — гипотетическая «черная дыра», заставляющая звезды центральных областей нашей галактики вращаться экстремально быстро.

В Млечном Пути уже обнаружено 16 звезд, движущихся с огромным ускорением. И хотя у них достаточная скорость, чтобы рано или поздно покинуть пределы галактики, все они пока находятся внутри Млечного Пути.

Теперь же найдены и настоящие звездные «бродяги»: в майском номере Astronomical Journal группа астрономов из Вандербильтского университета (США), возглавляемая ассистент-профессором Келли Холли-Бокелманном, сообщила,

что сумела идентифицировать в ближайших окрестностях Млечного Пути 677 «супербыстрых» звезд, предположительно выброшенных из центральной области галактики приливными силами.

Эти звезды привлекли внимание астрономов необычным местоположением — в межгалактическом промежутке, разделяющем Млечный Путь и Андромеду, высокой скоростью движения и специфичным спектром — все они относятся к классу красных гигантов (а некоторые, возможно, и к коричневым карликам, излучающим в той же, «красной» области спектра, но это только предстоит установить).

«Это действительно очень необычные звезды — красные гиганты с высокой металличностью, придающей им необычный спектральный «окрас», — комментирует статью профессор Холли-Бокелманн, открывший необычные звезды вместе со своим студентом Лорен Палладино.

В астрофизике под металличностью понимают концентрацию в звездах и галактиках всех элементов тяжелее гелия. В данном случае высокая металличность указывает на то, что обнаруженные звезды происходят из центральных областей галактики, так как металличность звёзд в галактических дисках меняется от более высокой в центре к более низкой по краям —

на галактических «выселках» звезды с высокой металличностью практически не встречаются.

«Мы подозревали, что подобные «странствующие» звезды должны быть там — в межгалактическом пространстве, но никто не брался за их поиски, поэтому мы решили попробовать», — рассказывает Холли-Бокелманн, изучающий поведение вещества в гравитационно экстремальных условиях центральных областей Млечного Пути. Компьютерный анализ миллионов спектральных записей, каталогизированных в базе данных Слоуновского цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey, проект широкомасштабного исследования изображений и спектров звёзд и галактик, использующего 2,5-метровый широкоугольный телескоп в обсерватории Апачи-Пойнт в штате Нью-Мексико), увенчался успехом: в окрестностях Млечного Пути было обнаружено почти 700 «сверхбыстрых» звезд с высокой металличностью.

Звезды могут приобретать экстремально большие ускорения, позволяющие им покинуть центральные области Галактики и даже пределы своей галактической системы, по двум сценариям.

В первом, пока одна звезда движется по спиральной орбите по направлению к гипотетической «черной дыре», соседняя звезда может быть вытолкнута приливными силами гравитации в противоположном направлении. Во втором, также вытекающем из системы уравнений, описывающих гравитационное взаимодействие трех тел, приливные силы выталкивают звезду, оказавшуюся слишком близко от «черной дыры», вокруг которой вращается черная дыра поменьше.

Единственным гипотетическим, но одновременно и самым главным героем этих сценариев остаются «черные дыры».

Хотя СМИ и даже многие специалисты говорят о них как о чем-то само собой разумеющемся, «черные дыры» остаются гипотетическими объектами, существующими пока что на кончике пера астрофизиков-теоретиков, и наряду с «темной материей» иллюстрируют не реальные знания, а скорей неполноту теорий, описывающих процессы, которые происходят во Вселенной.

Как бы то ни было, других сценариев, объясняющих, откуда в межгалактическом пространстве с большой скоростью летят красные гиганты, теория пока не предлагает.

Красные гиганты — завершающая стадия эволюции относительно небольших желтых и оранжевых звезд второго спектрального класса.

Таким образом, в начале своего изгнания из центра Млечного Пути звезды-странники, выброшенные в межгалактическую пустоту, походили на наше Солнце.

По мере своего путешествия к краю галактического диска и дальше, в межгалактическую пустоту, они прошли все стадии звездной эволюции и превратились в красных гигантов. Путешествие было долгим: даже при больших начальных значениях ускорения звезде потребуется 10 миллионов лет, чтобы преодолеть расстояние в 50 тыс. световых лет, разделяющее центральное звездное скопление от края галактического диска.