В нашата галактика има няколко милиарда звезди. Всички те са свързани помежду си благодарение на гравитацията. Макар и от наша гледна точка да изглеждат статични, звездите всъщност се движат с впечатляваща скорост.
Слънцето, например, изминава приблизително 220 км. за една секунда. Ако това ви се струва много, имайте предвид, че самият Млечен път също се движи и достига скорост от около 600 км/сек. В същото време, през последните години астрономите откриха обекти, които се движат още по-бързо – т. нар. свръхскоростни звезди. Какво знаем за тях?
НАСА показа уникална снимка от сърцето на Млечния път
Космически бегълци
Първият учен, изказал предположението, че съществуват свръхскоростни звезди, е астрофизикът Джак Хилс. Той представил своята теория през 1988 г. Трябвало да изминат още 17 години, преди тя да бъде официално потвърдена от учените Уорън Браун, Маргарет Гелър, Скот Кениън и Майкъл Кърц.
Към днешна дата са открити няколко десетки подобни звезди. Основният проблем с тези обекти е, че те са изключително далечни и трудни за наблюдение. Показателен е фактът, че най-близката свръхскоростна звезда се намира на цели 19 000 парсека от Слънцето (1 парсек се равнява на 3,26 светлинни години или близо 31 трилиона километра).
Newfound hypervelocity stars and stellar streams are bringing the Milky Way's deep past into view, writes @nattover https://t.co/Md43t6werZ
— The Atlantic (@TheAtlantic) May 13, 2018
Бързината, с която тези звезди се придвижват, е наистина впечатляваща и надхвърля 1000 км/сек. Това означава, че те са достатъчно бързи, за да напуснат пределите на нашата галактика. В същото време, повечето от тях имат маса, която е няколко пъти по-голяма от тази на Слънцето. Една от най-бързите звезди в Млечния път, познати на астрономите, е US 708, която се движи със скорост от приблизително 1200 км/сек.
Да се определи точният брой на свръхскоростните звезди в галактиката ни е почти невъзможна задача. Учените предполагат, че те са около 1000. В същото време, някои звезди от този тип, които се намират извън пределите на Млечния път, най-вероятно са били част от него в миналото. През март 2019 г. беше потвърдено, че LAMOST-HVS1 е именно такъв обект.
Само няколко месеца по-късно международен екип астрономи откри още една свръхскоростна звезда – S5-HVS1. Тя се движи със зашеметяващата скорост от 1755 км/сек. Намира се в съзвездието Жерав и е на около 29 000 светлинни години от Земята. Учените смятат, че звездата била изхвърлена от Млечния път след взаимодействие със Стрелец А – свръхмасивната черна дупка, намираща се в нейния център.
Planets Could Travel Along With Rogue 'Hypervelocity' Stars, Spreading Life Throughout The Universe:https://t.co/sLHUo4QrvG
— Universal-Sci (@universal_sci) April 21, 2022
Произходът на свръхскоростните звезди
Предполага се, че въпросните обекти в повечето случаи се образуват след близки срещи между системи от две звезди и свръхмасивни черни дупки. При подобно събитие, едната от двете звезди бива уловена от гравитацията на черната дупката, а другата успява да се измъкне от този капан, в резултат на което е „изхвърлена“ в космоса с висока скорост.
Съществува и още една потенциална причина за образуването на свръхскоростни звезди – избухването на свръхнова. Да приемем, че такъв взрив се случи в някоя двойна система.
Суперкомпютър пресъздаде историята на Вселената
При подобен сценарий, едната звезда избухва, а другата, която се намира съвсем близо до нея, е изтласкана от взрива, в резултат на което развива скорост от над 770 км/сек.
Известни са и няколко примера за свръхскоростни звезди, навлезли в Млечния път от съседната галактика Голям Магеланов облак. Как точно се е случило това? Учените не са напълно убедени, но ето какво смятат повечето от тях: тъй като нашата галактика е много по-голяма, тя оказва силно гравитационно въздействие върху своя съсед.
То е толкова мощно, че след няколко милиарда години Млечният път на практика ще го „погълне“. Междувременно, в резултат на това привличане, някои звезди вече са били откъснати от Големия Магеланов облак и са навлезли в галактиката ни с висока скорост.
Неутронни звезди и бели джуджета
Неутронните звезди несъмнено са едни от най-мистериозните обекти, познати на астрономите. Те се образуват в края на звездната еволюция. При тях веществото, от което са съставени, е подложено на толкова голям натиск, че налягането на електронния газ не е в състояние да спре гравитационния колапс.
Атомните ядра се разпадат на протони и неутрони, а протоните на свой ред се свързват с електроните и се превръщат в неутрони. Плътността на веществото в центъра на тези звезди е огромна. Тя се равнява на масата на цялото човечество, концентрирана в обема на кубче захар.
Gaia reveals stars flying between galaxies https://t.co/a6UGCmXtUb
— EarthSky (@earthskyscience) October 3, 2018
Only a small number of hypervelocity stars have ever been discovered. Now ESA's Gaia mission has revealed 20 more. pic.twitter.com/E6sGTkLjlt
Учените смятат, че някои неутронни звезди също могат да се движат с изключително висока скорост. Пример в това отношение е RX J0822-4300. През 2007 г. рентгеновата обсерватория „Чандра“ установи, че тя се движи със скорост от 1500 км/сек.
Предполага се, че високата й скорост се дължи на избухването на свръхнова. Астрономите, обаче, добавят, че трябва да бъдат извършени още много изследвания, преди да се правят каквито и да било категорични заключения.
Съществува и още една теория, която свързва свръхскоростните звезди с белите джуджета (звезди, които нямат собствен източник на термоядрена енергия. Масата им е сравнима с тази на Слънцето, но размерът им е стотици пъти по-малък).
Ако в дадена система на два такива обекта по-масивният избухне, а по-малкият не бъде унищожен, то той вече няма да бъде гравитационно свързан със своя партньор и ще започва да се движи със скорост, която може да достигне невероятните 2500 км/сек.
През 2018 г. бяха открити три свръхскоростни звезди, за които се предполага, че са с такъв произход. Това стана с помощта на космическия телескоп Gaia.
