Там что-то летает: Учёных взбудоражили загадочные сверхскоростные объекты в космосе

Международная группа астрономов заметила гиперскоростную звезду главной последовательности, летящую с огромной скоростью после того, как её выбросила Стрелец А*, сверхмассивная чёрная дыра в центре нашей Галактики. Обложка © Swinburne Astronomy Productions / James Josephides
Международная группа астрономов заметила гиперскоростную звезду главной последовательности, летящую с огромной скоростью после того, как её выбросила Стрелец А*, сверхмассивная чёрная дыра в центре нашей Галактики. Обложка © Swinburne Astronomy Productions / James Josephides

Их поведение настолько разительно отличается от общего размеренного движения в Галактике, что потребовалось серьёзное разбирательство.

Вообще, на Млечном Пути нормальная скорость движения звёзд — это несколько сотен километров в секунду. К примеру, у Солнца и, соответственно, всей Солнечной системы она составляет где-то 230 километров в секунду. Конечно, возле самого центра Галактики звёзды носятся гораздо быстрее, но там это вполне понятно: их разгоняет жуткая гравитация расположенной там сверхмассивной чёрной дыры. Учёные видят их орбиты и в общем-то не имеют к ним вопросов. К примеру, есть там звезда, обозначенная как SO-2, так она развивает скорость вплоть до четырёх тысяч километров в секунду, но она делает так не постоянно, а, видимо, только в момент особенного приближения к чёрной дыре, то есть у неё орбита сильно вытянутая. А всё остальное время, когда находится подальше, SO-2 делает что-то около двух тысяч километров в секунду. Тоже очень много, но в данной ситуации логично.

Но наблюдаются и некоторые другие ситуации. И вот, к примеру, недавно был зафиксирован очередной скоростной рекорд для звезды, пролетающей вовсе не у галактического центра, а в самом что ни на есть спокойном районе: 2285 километров в секунду. Одновременно замечен ещё один галактический Шумахер: 1694 километра в секунду. В общей сложности насчитали шесть новых, ранее невиданных "гонщиков". Их называют "убегающими" звёздами. Дело в том, что их скоростей достаточно, чтобы преодолеть мощь гравитации самой Галактики и вылететь из неё прочь.

Что характерно, все как один — белые карлики. Напомним, белый карлик — это то, что остаётся от такой звезды, как Солнце, после её "смерти". Это на самом деле — её ядро, которое сжалось и осталось без мантии. Поэтому астрономы заподозрили, что отгадку надо искать в эволюции звёзд.

Учёным пришло в голову, что на самом деле добрая половина всех звёзд Млечного Пути летают не в одиночку, как Солнце, а парами, если не тройками. То есть это двойные и тройные звёздные системы. Разумеется, далеко не все эти звёзды точно такие же, как Солнце, жёлтые карлики. Таких звёзд, как предполагают, всего процентов семь от общей численности галактического населения. Сколько именно звёзд в Млечном Пути в целом, точно неизвестно, но учёные понимают, что речь идёт о сотнях миллиардов. Если предположить, что их 400 миллиардов, то жёлтых карликов из них тогда получается 28 миллиардов. И всё это, собственно говоря, будущие белые карлики, то есть когда-нибудь водород в них закончится и они завершат свой основной цикл "жизни". А ещё приблизительно столько же в Галактике насчитывают уже "скончавшихся" солнц, то есть уже ставших белыми карликами. И по статистике половина из них должны быть двойными звёздами.

Поведение таких двойных систем зависит от расстояния между напарниками. Если оно достаточно большое, то они просто танцуют вокруг общего центра масс, и всё. Но может оказаться так, что они друг к другу очень-очень близко, то есть расстояние сопоставимо с размерами самих звёзд. Это называется тесной двойной системой.

Что должно происходить в таком случае: их взаимоотношения начинаются ещё до того, как они становятся белыми карликами. И всё зависит от того, у кого больше масса. Даже если две примерно одинаковые звезды рождаются из протозвёздного облака одновременно и вместе проживают свой основной цикл, они всё равно лишь примерно одинаковые, а на самом деле кто-то всё равно хоть немного, но перевешивает.

Представим себе два ещё живых солнца. Сначала то, которое массивнее, быстрее доживает свой цикл — таково общее правило для всех звёзд: чем больше масса, тем короче жизнь. Оно в конце жизни раздувается в красного гиганта и своими габаритами уже опасно приближается к компаньону. В условиях раздутости гиганта он уже не в силах как следует удерживать при себе своё вещество, поэтому оно начинает "засасываться" напарником. В итоге таким образом перетягивается вся мантия, а от гиганта остаётся одно ядро — белый карлик. А меж тем изрядно поправившийся напарник тоже собственной жадностью ускоряет своё старение и делается красным гигантом. И тут начинается обратный процесс: теперь обобранный белый карлик принимается возвращать себе своё имущество.

Вот только оно ему уже ни к чему: нормальной звездой он уже всё равно не станет, как его ни корми, потому что там "гореть" уже нечему, топливо давно закончилось. И в итоге всё завершается тем, что этот второй красный гигант тоже "обгладывается" полностью до ядра, а "вампир" по достижении определённого предела массы уже не выдерживает и взрывается сверхновой звездой. То есть, по сути, выходит, что "умирает" вторично. Только в первый раз эта скромная звёздочка была тихо и мирно съедена, а теперь у неё появляется возможность умереть красиво — как большая звезда. В принципе, если взять за основу сценария два уже "готовых" белых карлика, расположенных в тесной близости, то итог всё равно будет такой же: один перетянет к себе слишком много массы и взорвётся.

Так вот, учёные подозревают, что именно эта подаренная маленькой звезде судьбой последняя вспышка и может породить ту самую "убегающую" сверхскоростную звезду: она отталкивает напарника прочь и сообщает ему совершенно немыслимую скорость. И если это так, то, по примерным подсчётам, за долгие миллиарды лет существования галактики Млечный Путь (а она, похоже, практически ровесница самой Вселенной, в ней есть звёзды возрастом до 13 миллиардов лет) таким образом "убежали" примерно десять миллионов звёзд. А ещё очень возможно, что и в наших краях время от времени бывают "перебежчики" из небольших "спутниковых" галактик, которые обретаются возле нашей. Допустим, из Большого Магелланова Облака.

0
15 июля 2023 г. в 15:40
Прочитано 1362 раза