Oamenii de știință detectează cea mai rapidă stea fugitivă din Calea Lactee: ScienceAlert

Noua descoperire a altor șase stele fugare în Calea Lactee a aterizat cel mai rapid astfel de obiect descoperit până acum în galaxie.

De fapt, două dintre stele bat record, cu viteze radiale centrale către Soare mai rapide decât orice altă stea fugară. Steaua J1235 acţionează cu 1.694 de kilometri (1.053 mile) pe secundă; și J0927 la o viteză uluitoare de 2.285 de kilometri (1.420 de mile) pe secundă.

Dar patru dintre obiectele nou măsurate sunt ceea ce sunt cunoscute sub numele de stele cu hipervelocitate, care călătoresc cu viteze care depășesc viteza de evacuare a Căii Lactee. Și potrivit unei echipe conduse de astrofizicianul Karim El-Badry de la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică, toate cele patru sunt probabil rezultatul supernovelor de tip Ia — „lumânările standard” prin care măsurăm universul.

Acest lucru a permis, au spus ei, un nou calcul al ratei natalității acestor stele și au descoperit că se potrivește cu rata estimată pentru supernovele de tip I. Constatările lor sunt detaliate într-o lucrare transmisă la Un jurnal deschis de astrofizicăEste disponibil pe un server de prepress arXiv.

„Este posibil să mai existe un număr mare de fugari slabi de masă mică care așteaptă să fie descoperiți.” scriu cercetătorii.

De fiecare dată când o stea explodează, forța exploziei poate lăsa tot ce rămâne în spațiu la viteze mari. Stelele cu hipervelocitate sunt considerate a fi produsul unui tip special de supernovă care dă stelei o lovitură mai mare decât de obicei, care este cunoscută ca o dublă detonație degenerată dinamic sau D.⁶o supernovă.

Acesta este un scenariu pentru a explica ce se întâmplă în timpul unei supernove de tip Ia.

Începi cu o pereche de stele pitice albe într-un sistem binar. Acestea sunt nucleele rămase de stele cu masă mică, de până la opt ori masa Soarelui, care au rămas fără material de fuziune, au expulzat cea mai mare parte a masei lor și s-au prăbușit într-un nucleu dens care strălucește puternic cu căldura reziduală. Aceste lucruri sunt cunoscute ca Stele în declin.

O pitică albă are o limită de masă, cunoscută sub numele de limită Chandrasekhar, de 1,4 ori masa Soarelui. Peste această limită, steaua devine instabilă și explodează într-o supernova de tip Ia.

Pentru a atinge acea masă critică, o pitică albă trebuie să se afle într-un sistem binar suficient de apropiat cu o altă stea care trage materia din însoțitorul său prin gravitație, crescând în dimensiune în timp.

Ce se întâmplă depinde de tipul de stea însoțitoare. Dacă o pitică albă trage hidrogen, produce o supernova clasică. Puteți citi despre cum se întâmplă acest lucru aici.

Cu toate acestea, dacă însoțitorul este o pitică albă cu un strat de suprafață semnificativ de heliu, steaua canibală o va trage în schimb.

Acest lucru creează un strat de heliu mai masiv pe suprafața stelei donatoare, care, atunci când atinge o presiune și o temperatură suficient de ridicate, va începe să se prăbușească. încorporat rapid în carbon.

Acest lucru duce la o explozie termonucleară, similară cu ceea ce se întâmplă cu hidrogenul într-o supernova clasică.

Dar detonarea heliului merge mai departe: unda de șoc Aceasta duce la o a doua detonare În miezul unei pitici albe produce un kaboom masiv. Aceasta este o dublă detonare dublă și se crede că va trimite steaua donatoare – care nu a explodat de două ori ca niște realiști masivi – să zboare pozitiv.

Vitezele acestor stele cu hipervelocitate se accelerează cu peste 1.000 de kilometri pe secundă. Având în vedere că ceva trebuie să călătorească până la el 550 de kilometri pe secundă Pentru a părăsi Calea Lactee, stelele cu hipervelocitate se îndreaptă spre spațiul intergalactic.

Dar nu știm câte dintre ele sau cât de des o supernova de tip Ia produce o stea de superviteză. Așadar, El-Badri și colegii săi au mers să cerceteze datele de la Gaia Survey, un proiect în curs de desfășurare pentru a cartografi Calea Lactee la cea mai înaltă rezoluție vreodată, inclusiv mișcările adecvate ale stelelor în timp ce se deplasează în jurul galaxiei.

Ei găsesc 4 stele cu hipervelocitate necunoscute anterior cu litera D.⁶ Origine. Nu pare mult, dar cu 10 stele supernove predeterminate din cauza loviturii supernovei, permite un calcul mai precis al numerelor reale ale acestor lucruri acolo. Și trebuie să fie mai mult decât câteva.

De fapt, galaxia noastră trebuie să aibă câteva stele rapide care au venit din alte galaxii.

„Dacă o mare parte dintr-o supernovă de tip Ia produce un D⁶ Steaua, galaxia probabil a lansat peste 10 milioane dintre ele în spațiul intergalactic.” scriu cercetătorii.

„Un corolar interesant este că trebuie să existe un număr mare de sincope lângă D⁶ Stele au fost împușcate din galaxii în întreg volumul local care treceau prin regiunea solară.”

Există stele mai rapide în Calea Lactee, dar contextul lor este puțin diferit. Stelele care orbitează gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei pot atinge viteze incredibile. Cel mai rapid se deplasează cu o viteză uluitoare de 24.000 de kilometri pe secundă, pe măsură ce se apropie de gaura neagră pe orbita sa lungă eliptică.

Cu toate acestea, ei sunt legați gravitațional pe orbitele lor și nu părăsesc galaxia prea curând, cu excepția cazului în care o interacțiune sălbatică între trei obiecte pare să le dea un impuls.

Anterior, cea mai rapidă vedetă fugitivă cunoscută a fost D⁶ O pitică binară albă cu o viteză de aprox 2200 de kilometri pe secundă; Viteza sa radială heliocentrică a fost măsurată la 1.200 de kilometri pe secundă. Aceasta este viteza așa cum ni se pare nouă, observatorilor. J0927 și J1235 pot avea viteze combinate de 2.753 și 2.670 de kilometri pe oră, estimează cercetătorii.

S-ar putea să fie stele mai rapide acolo. Tindem să căutăm doar cei mai străluciți oameni, ceea ce sugerează că ne lipsesc multe. Ceea ce ne oferă noua descoperire este o mulțime de puncte de date noi pentru a ne da seama unde sunt și cum să le găsim.

„Acum există un număr mare de stele cu hipervelocitate asociate cu supernove termonucleare”, scriu cercetătorii.

„Modelarea acestui cluster va face în cele din urmă posibilă deducerea ratei de formare a fugărilor termonucleare și, în cele din urmă, formarea fracției de supernove de tip Ia prin canalul dublu de descompunere.

Estimarea noastră a natalității pentru D⁶ Stelele sunt în concordanță cu un scenariu în care majoritatea supernovelor de tip Ia produc o pitică albă fugitivă cu hipervelocitate, dar populația observată este dominată de cele mai mari și mai strălucitoare fugari. Modele pentru evoluția termică a D⁶ Stelele sunt necesare pentru estimări mai precise ale natalității. „

Căutarea a fost înaintată către Un jurnal deschis de astrofizicăși este disponibil la arXiv.