ดาวดวงนี้ถูกเตะออกไปจากทางช้างเผือก มันรู้ว่ามันทำอะไร

ในบางครั้งทางช้างเผือกจะผลักดาวออก โดยปกติแล้วดาวที่ถูกขับไล่จะพุ่งออกมาจากบริเวณที่วุ่นวายที่ใจกลางกาแลคซีซึ่งเป็นหลุมดำขนาดใหญ่สุดของเรา (SMBH) แต่อย่างน้อยหนึ่งในนั้นก็ถูกปล่อยออกมาจากดิสก์กาแลกติกที่ค่อนข้างสงบซึ่งเป็นการค้นพบที่นักดาราศาสตร์ได้คิดใหม่ถึงปรากฏการณ์การปลดปล่อยดาวทั้งดวง

“ การค้นพบนี้เปลี่ยนมุมมองของเราอย่างมากเกี่ยวกับต้นกำเนิดของดาวฤกษ์ที่เคลื่อนไหวเร็ว”

Monica Valluri ศาสตราจารย์วิจัยภาควิชาดาราศาสตร์ที่วิทยาลัยวรรณคดีวิทยาศาสตร์และศิลปะของ U-M

ดาวที่เป็นปัญหานั้นเป็นดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่เร็วหรือสิ่งที่เรียกว่าดาว hypervelocity ดาว hypervelocity ค่อนข้างหายากในกาแลคซีของเรา คนแรกถูกค้นพบในปี 2005 และจนถึงขณะนี้นักวิจัยได้ค้นพบน้อยกว่า 30 คน พวกเขาเดินทางด้วยความเร็วมากกว่า 1 ล้านไมล์ต่อชั่วโมงหรือ 500 กิโลเมตรต่อวินาทีเร็วกว่าดาวฤกษ์อื่นเป็นสองเท่าและใช้พลังงานจำนวนมหาศาลในการขับเคลื่อนพวกมันให้เข้ากับความเร็วนั้น

เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่เกิดขึ้นให้ดูที่โครงสร้างโดยรวมของทางช้างเผือก

กระพุ้งกาแลคซีอยู่ตรงกลางและลึกลงไปในหัวใจของกระโหลกนั่นคือ SMBH ของกาแล็กซี่ของเรา Sagittarius A * (Sag. A-star.) การแพร่กระจายออกไปรอบ ๆ มันคือดิสก์กาแลคซีซึ่งประกอบด้วยแขนกังหันของกาแลคซี สิ่งที่มีความสำคัญน้อยกว่าในการศึกษานี้คือรัศมีดาราฤกษ์และกระจุกดาวทรงกลม

เมื่อดาวฤกษ์ถูกขับออกจากกาแล็กซี่ปกติแล้วมันจะเป็นหนึ่งดาวจากดาวคู่ นักวิทยาศาสตร์คิดว่าในฐานะที่เป็นไบนารีคู่ใกล้ชิดกับ SMBH มากเกินไปและแรงโน้มถ่วงที่ครอบงำหลุมก็จับดาวดวงหนึ่งได้ ดาวดวงอื่นถูกยิงออกไปในอวกาศด้วย“ หนังสติ๊กโน้มถ่วง” หลุมดำนั้นจะต้องมีขนาดใหญ่มากเพราะมีเพียงแรงดึงดูดที่ทรงพลังเพียงพอที่จะเร่งความเร็วของดาวฤกษ์เหล่านี้ให้กลายเป็นความเร็วสูง

แต่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมิชิแกนได้ระบุดาว hypervelocity หนึ่งดวงที่ดูเหมือนจะถูกผลักออกจากดิสก์ดาวฤกษ์มากกว่าที่จะเป็นรอยนูนทางช้างเผือก

Monica Valluri และ Kohei Hattori ติดตามดาว hypervelocity ที่เรียกว่า
LAMOST-HVS1 เป็นดาว hypervelocity ที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุด พวกเขาใช้กล้องโทรทรรศน์มาเจลลันหนึ่งดวงเพื่อวัดความเร็วและตำแหน่งของดาว จากนั้นพวกเขาก็เข้าร่วมกับเพื่อนร่วมงานคนอื่น ๆ และรวมข้อมูลของพวกเขาเข้ากับข้อมูลจากภารกิจ Gaia ของ ESA เพื่อติดตามวิถีการเคลื่อนที่ของ hypervelocity กลับไปยังจุดกำเนิด พวกเขาแปลกใจเมื่อต้นกำเนิดของดาวไม่ใช่รอยนูน แต่เป็นดิสก์กาแลกติก

“ การค้นพบนี้เปลี่ยนมุมมองของเราเป็นอย่างมากเกี่ยวกับต้นกำเนิดของดาวฤกษ์ที่เคลื่อนไหวเร็ว” โมนิกาวัลลูรีศาสตราจารย์ด้านการวิจัยในภาควิชาดาราศาสตร์ที่วิทยาลัยวรรณกรรมวิทยาศาสตร์และศิลปะของ U-M กล่าว “ ความจริงที่ว่าวิถีการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่เร็วขนาดใหญ่นี้เกิดขึ้นในดิสก์แทนที่ใจกลางกาแลคซีบ่งชี้ว่าสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากที่จำเป็นในการผลักดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่เร็วนั้นสามารถเกิดขึ้นได้ในสถานที่อื่นนอกเหนือจากหลุมดำมวลมหาศาล

“ เราต้องพิจารณาความเป็นไปได้อื่น ๆ สำหรับต้นกำเนิดของดาวฤกษ์”

Kohei Hattori นักวิจัยหลังปริญญาเอกมหาวิทยาลัยมิชิแกน

“ เราคิดว่าดาวดวงนี้มาจากใจกลางกาแลกติก แต่ถ้าคุณดูวิถีของมันเป็นที่ชัดเจนว่าไม่เกี่ยวข้องกับศูนย์กลางกาแลคซี” ฮัตโตริกล่าว “ เราต้องพิจารณาความเป็นไปได้อื่น ๆ สำหรับต้นกำเนิดของดาวฤกษ์”

ความเป็นไปได้เหล่านั้นคืออะไร?

ผู้เขียนไม่มั่นใจในจุดนี้ ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือการเผชิญหน้ากับสิ่งที่แตกต่าง ดาวที่หนีออกไปอาจจะต้องเผชิญหน้ากับกลุ่มดาวมวลสูงอื่น ๆ ทั้งหมดและถูกผลักด้วยแรงโน้มถ่วงที่สลับซับซ้อนกัน

การเผชิญหน้าแบบนี้ได้สร้างดวงดาวที่หนีไม่พ้นในอดีต แต่ไม่มีอะไรที่จะเดินทางเร็วเท่า LAMOST-HVS1 กลุ่มดาวจรจัดได้รับการตอกบัตรที่ 40-100 km / s (25-62 ไมล์ / วินาที) แต่ไม่มีผู้ใดมาใกล้กับ 500 kms / วินาทีที่ดาวนี้เดินทางไป

ความเป็นไปได้ที่แปลกใหม่คือหลุมดำ อาจมีหลุมดำระดับกลางอื่น ๆ ในดิสก์กาแลคซีที่มีแรงโน้มถ่วงเพียงพอที่จะส่งดาวออกสู่อวกาศ แต่นั่นเป็นอะไรที่มากกว่าการเดา

หากเป็นกลุ่มดาวที่กด LAMOST-HVS1 แสดงว่ายังไม่มีใครเห็น ดาว hypervelocity มาจากแขนกังหันนอร์มาซึ่งเป็นพื้นที่ที่ไม่เกี่ยวข้องกับกระจุกดาวขนาดใหญ่ที่รู้จักกันดี อย่างไรก็ตามพื้นที่นั้นถูกบดบังด้วยฝุ่น อาจมีกระจุกดาวที่มีมวลมากพอที่จะนำดาวออกมาได้

หากนักดาราศาสตร์สามารถพบกระจุกดาวขนาดใหญ่ที่นั่นมันอาจแสดงว่าดาว hypervelocity ทั้งหมดถูกขับออกจากการเผชิญหน้ากับกระจุกดาวขนาดใหญ่และ SMBH ไม่เกี่ยวข้องกับมัน หรือทนกับฉันที่นี่กระจุกดาวขนาดใหญ่อาจมีหลุมดำอยู่ตรงกลางที่ศูนย์กลางมีพลังมากพอที่จะผลักดาวออก

ในตอนนี้แหล่งกำเนิดของ LAMOST-HVS1 ยังคงไม่แน่นอน

แหล่งที่มา:

• ข่าวประชาสัมพันธ์: นักวิจัย U-M ยืนยันดาวไฮเปอร์รันอะเวย์ขนาดใหญ่พุ่งออกมาจากทางช้างเผือก
• รายงานการวิจัย: ต้นกำเนิดของดาวฤกษ์กลุ่มดาวยักษ์ Hyper-runaway LAMOST-HVS1: ความหมายจาก Gaia และสเปกโทรสโกติดตามผล