Команда астрономов под руководством учёных из University of Utah обнаружила «гиперскоростную» звезду, которая является самой близкой к Земле и второй по яркости среди крупнейших 20-ти, найденных на сегодняшний день. Звезда, скорость которой превышает 1,6 млн. км/ч, по мнению учёных, может содержать информацию о сверхмассивной черной дыре в центре нашего Млечного Пути, а также о загадочном ореоле из темной материи, окружающем галактику.
По словам доцента физики и астрономии Zheng Zheng, который является ведущим автором исследования, результаты которого были описаны командой китайских и американских астрономов в журнале «Astrophysical Journal Letters», гиперскоростная звезда может многое рассказать о нашей галактике, в частности, о её центральной области и о гало темной материи вокруг неё.
Zheng, отмечает, что учёные не могут увидеть гало темной материи, но его гравитация воздействует на некоторые звезды. Zheng и его команда пытаются как можно больше узнать о скорости и траектории движения звезды, дабы понять, как именно её гравитация может влиять на звезды, расположенные в самых удалённых уголках галактики.
За последние 10 лет астрономы нашли примерно два десятка таких «странных» звезд. Вероятно, гиперскоростные звезды когда-то были частью двойных звезд, вращающихся друг вокруг друга. Учёные полагают, что двойная звезда могла слишком близко приблизится к сверхмассивной черной дыре в центре галактики. Интенсивная гравитация черной дыры, масса которой по меньшей мере в 4 млн раз больше массы Солнца, вероятно, «захватила» одну из звёзд бинарной системы, в результате чего вторая была «отброшена» в космическое пространство.
Zheng и его коллеги обнаружили новую гиперскоростную звезду, проводя другое исследование посредством Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST), расположенного в Xinglong Observing Station на National Astronomical Observatories в Китае, примерно в 175 км от Пекина.
LAMOST может производить «чтение» спектров одновременно 4 тысяч звезд. Следует отметить, что спектр звезды содержит информацию о её скорости, температуре, яркости и размерах. Основная цель LAMOST заключается в том, чтобы изучить распределение звезд в Млечном Пути, тем самым выяснить структуру галактики. Новая гиперскоростная звезда, получившая название LAMOST-HVS1, выделяется на фоне остальных тем, что её скорость более чем в два раза больше стандартной звездной скорости в 800 000 км/ч в космическом пространстве: 2,24 млн км/ч относительно Солнечной системы. Скорость обнаруженной звезды составляет примерно 1,76 млн. км/ч относительно скорости центра Млечного Пути.
Несмотря на то, что LAMOST-HVS1 является самой близкой к нашей планете гиперскоростной звездой, расположена она примерно в 399 квадриллионах километрах (42 000 световых лет) Земли.
Профессор физики и астрономии Ben Bromley из University of Utah, который не принимал участия в исследованиях Zheng, объясняя аномальность звезды, привёл очень образный пример: «если глядя на стадо коров, Вы видите, что одна начинает бежать со скоростью 100 км/ч, то явно с ней что-то не так и над этим стоит задуматься». Учёный отмечает, что самая большая загадка гиперскоростных звезд связана с их происхождением, в частности, астрономов интересует, причастна ли к их образованию черная дыра, находящаяся в центре Млечного Пути.
Все известные сверхскоростные звезды, в том числе и новая, находятся выше диска нашей галактики Млечный Путь. Их распределение на небе указывает на то, что сформировались они, скорее всего вблизи центра галактики, отмечает Zheng.
Диаметр видимой части нашей спиралевидной галактики, составляет порядка 100 тысяч световых лет (940 квадриллионов километров). По словам Zheng, если учитывать ореол из темной материи, то диаметр Млечного Пути увеличится до 1 млн световых лет (9408 квадриллионов километров)
Учёные догадываются о том, что гало из темной матери окружают галактики, потому что их гравитация сказывается на движении видимых звезд и газовых облаков. По словам исследователей, примерно 5% Вселенной представлено видимой материей, 27% — невидимой темной материей, 68 % — ещё более загадочной темной энергией, отвечающей за ускорение расширения Вселенной. Путешествуя через гало темной материи, быстрота и траектория гиперскоростных звезды может показать что-то новое о таинственном ореоле из темной материи.
Наша Солнечная система находится примерно в 26 тысячах световых лет (245 квадриллионах км) от центра галактики — примерно на полпути от центра видимого галактического диска. Если сравнивать, то новая гиперскоростная звезда находится в 62 световых годах от центра галактики, то есть выше видимого диска. Таким образом LAMOST-HVS1 находится примерно в 42400 световых годах от Земли.
Яркость LAMOST-HVS1 составляет примерно 13m, что в 630 раз меньше, чем у звезд, которые могут быть замечены на небе невооружённым глазом. По словам Zheng, новая гиперскоростная звезда является самой близкой, второй по яркости, и одной из трёх самых массивных сверхскоростных звезд, найденных на сегодняшний день.
Zheng отмечает, что масса LAMOST-HVS1 примерно в 9 раз больше массы нашего Солнца, что делает её похожей на другую гиперскоростную звезду ОН 0437-5439, обнаруженную в 2005 году. Обе эти звезды по массе уступают HD 271791, найденной в 2008 году, которая в 11 раз массивнее Солнца. По яркости LAMOST-HVS1 уступает только HD 271791, отмечает Zheng.
По словам учёных, LAMOST-HVS1 в 4 раза горячее и примерно 3400 раз ярче Солнца. Если сравнивать с Солнцем, возраст которого оценивается в 4,6 млрд. лет, то LAMOST-HVS1 — совсем «юна». Анализ скорости и расположения звезды позволил установить, что LAMOST-HVS1 не более 32 млн лет.
Проведенное исследование финансировалось U.S. National Science Foundation и National Development and Reform Commission of China.
