Sola kjører gjennom Galaxy med en hastighet som er 30 ganger større enn en romferge i bane (klokker inn på 220 km / s med hensyn til det galaktiske sentrum). Om lag en av en milliard stjerner reiser med en hastighet som er omtrent tre ganger større enn solen vår - så raskt at de lett kan unnslippe galaksen helt!
Vi har oppdaget dusinvis av disse såkalte hypervelocity-stjernene. Men hvordan oppnår disse stjernene så høye hastigheter? Astronomer fra University of Leicester kan ha funnet svaret.
Den første ledetråden kommer i å observere hypervelocity-stjerner, hvor vi kan notere hastighet og retning. Fra disse to målingene kan vi spore disse stjernene bakover for å finne deres opprinnelse. Resultatene viser at de fleste hypervelocity-stjerner begynner å bevege seg raskt i Galactic Center.
Vi har nå en grov ide om hvor disse stjernene får fart, men ikke hvordan de når så høye hastigheter. Astronomer tror to prosesser sannsynligvis vil sparke stjerner i så stor hastighet. Den første prosessen innebærer et samspill med det supermassive sorte hullet (Sgr A *) i sentrum av vår Galaxy. Når et binært stjernesystem vandrer for nær Sgr A *, vil sannsynligvis en stjerne bli fanget, mens den andre stjernen sannsynligvis vil bli kastet bort fra det sorte hullet i en alarmerende hastighet.
Den andre prosessen innebærer en supernovaeksplosjon i et binært system. Dr. Kastytis Zubovas, hovedforfatter på papiret som er oppsummert her, sa til Space Magazine, "Supernova-eksplosjoner i binære systemer forstyrrer disse systemene og lar den gjenværende stjernen fly bort, noen ganger med nok hastighet til å unnslippe Galaxy."
Det er imidlertid ett forbehold. Binære stjerner i sentrum av vår galakse vil begge kretser om hverandre og kretser rundt Sgr A *. De vil ha to hastigheter tilknyttet seg. "Hvis hastigheten til stjernen rundt det binære massesenteret skjer i nær linje med hastigheten til massesenteret rundt det supermassive sorte hullet, kan den kombinerte hastigheten være stor nok til å unnslippe galaksen helt," forklarte Zubovas.
I dette tilfellet kan vi ikke sitte og vente på å se at en supernovaeksplosjon bryter opp et binært system. Vi må være veldig heldige for å fange det! I stedet er astronomer avhengige av datamodellering for å gjenskape fysikken i en slik hendelse. De setter opp flere beregninger for å bestemme den statistiske sannsynligheten for at hendelsen vil skje, og sjekke om resultatene stemmer overens med observasjoner.
Astronomer fra University of Leicester gjorde nettopp dette. Deres modell inkluderer flere inndataparametere, for eksempel antall binære filer, deres opprinnelige plasseringer og omløpsparametre. Den beregner da når en stjerne kan gjennomgå en supernovaeksplosjon, og avhengig av plasseringen av de to stjernene på det tidspunktet, den endelige hastigheten til den gjenværende stjernen.
Sannsynligheten for at en supernova forstyrrer et binært system er større enn 93%. Men slipper den sekundære stjernen da fra det galaktiske sentrum? Ja, 4 - 25% av tiden. Zubovas beskrev, "Selv om dette er en veldig sjelden forekomst, kan vi forvente at flere titalls slike stjerner blir opprettet i løpet av 100 millioner år." De endelige resultatene antyder at denne modellen kaster ut stjerner med rater som er høye nok til å matche det observerte antallet hypervelocity-stjerner.
Ikke bare stemmer antall hypervelocity-stjerner observasjoner, men også deres distribusjon over hele rommet. "Hypervelocity-stjerner produsert av vår supernova-forstyrrelsesmetode er ikke jevnt fordelt på himmelen," sa Dr. Graham Wynn, en medforfatter på papiret. "De følger et mønster som beholder et avtrykk av den stjernedisken de dannet i. Observerte hypervelocity-stjerner er å følge et mønster omtrent som dette."
Til slutt var modellen meget vellykket med å beskrive de observerte egenskapene til hypervelocity-stjerner. Fremtidig forskning vil omfatte en mer detaljert modell som lar astronomer forstå den endelige skjebnen til hypervelocitystjerner, effekten som supernovaeksplosjoner har på omgivelsene sine, og selve det galaktiske senteret.
Det er sannsynlig at begge scenariene - binære systemer som samhandler med det supermassive sorte hullet og det som gjennomgår en supernovaeksplosjon - danner hypervelocity-stjerner. Å studere begge vil fortsette å svare på spørsmål om hvordan disse raske stjernene danner seg.
Resultatene vil bli publisert i Astrophysical Journal (forhåndstrykk tilgjengelig her)
