ในเดือนธันวาคมปี 2013 องค์การอวกาศยุโรป (ESA) ได้เปิดตัว Gaia หน้าที่ ตั้งแต่เวลานั้นหอสังเกตการณ์อวกาศแห่งนี้กำลังยุ่งกับการสำรวจวัตถุทางดาราศาสตร์มากกว่า 1 พันล้านดวงในกาแลคซีของเราและในที่อื่น ๆ - รวมถึงดาว, ดาวเคราะห์, ดาวหาง, ดาวเคราะห์น้อย, ควาซาร์ ฯลฯ - ทั้งหมดนี้เพื่อสร้างแคตตาล็อกพื้นที่ 3 มิติที่ใหญ่ที่สุด เคยทำ
ESA ได้เผยแพร่ข้อมูลสองครั้งตั้งแต่นั้นมาซึ่งทั้งสองอย่างนี้นำไปสู่การค้นพบที่ไม่เคยมีมาก่อน ล่าสุดมาจากหอดูดาวไลเดนซึ่งทีมนักดาราศาสตร์ใช้ Gaia ข้อมูลเพื่อติดตามสิ่งที่พวกเขาคิดว่าเป็นดาวความเร็วสูงที่ถูกขับออกจากทางช้างเผือก แต่จริงๆแล้วดูเหมือนว่าจะเคลื่อนเข้าสู่กาแลคซีของเรา
การศึกษาที่อธิบายการค้นพบของพวกเขาได้รับการเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ ประกาศรายเดือนของดาราศาสตร์ สังคม - ชื่อ “ปฐมภพ DR2 ใน 6D: ค้นหาดาวที่เร็วที่สุดใน Galaxy“ การศึกษานี้นำโดย Tommaso Marchetti ผู้สมัครระดับปริญญาเอกจาก Leiden Observatory และรวมถึง Elena Rossi (รองศาสตราจารย์ที่ Leiden) และ Anthony Brown ซึ่งเป็นประธานของ Gaia Data Management and Analysis Consortium (DPAC)
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมได้ศึกษาข้อมูลจาก ปฐมภพการเปิดตัวข้อมูลครั้งที่สอง (DR2) - ซึ่งเกิดขึ้นในวันที่ 25 เมษายน 2018 และขึ้นอยู่กับการสำรวจระหว่างวันที่ 25 กรกฎาคม 2014 ถึง 23 พฤษภาคม 2016 ที่บรรจุอยู่ในข้อมูลนี้คือตำแหน่งพารารัลแลกซ์และการเคลื่อนที่ที่เหมาะสมประมาณ 1.3 พันล้านดาว ซึ่งรวมถึงสิ่งที่เดินทางรอบกาแลคซีของเราที่หลายร้อยกิโลเมตรต่อวินาที
นักดาราศาสตร์สนใจดาวเหล่านี้เนื่องจากการเคลื่อนที่ของพวกมันสามารถให้เบาะแสเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ในอดีตของกาแลคซี ดาวฤกษ์ที่เร็วที่สุดคือดาว hypervelocity (HVS) ซึ่งเดินทางด้วยความเร็วสูงถึง 700 km / s (435 mi / s) ที่ระยะห่างระหว่าง 100 ถึง 50,000 ปีแสงจากใจกลางกาแลคซี เชื่อว่าดาวเหล่านี้มีต้นกำเนิดในแกนกลางกาแลคซีของเราก่อนที่จะถูกปล่อยออกมาเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับหลุมดำมวลมหาศาล (SMBH) ที่ใจกลาง
จนถึงขณะนี้มีการค้นพบดาว hypervelocity เพียงประมาณ 20 ดวงในกาแลคซีของเราเท่านั้น ปฐมภพ การเผยแพร่ข้อมูลที่สองที่เผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ให้โอกาสที่ไม่เหมือนใครในการค้นหาสิ่งเหล่านี้เพิ่มเติม ในขณะที่การศึกษาผู้เขียน Elena Maria Rossi อธิบายในการแถลงข่าวล่าสุดของ Royal Astronomical Society:
“ จากดาวฤกษ์ Gaia เจ็ดล้านดวงที่มีการวัดความเร็วแบบ 3 มิติเต็มรูปแบบเราพบว่ามียี่สิบดวงที่สามารถเดินทางได้เร็วพอที่จะหนีออกจากทางช้างเผือกได้ในที่สุด”
ตรงกันข้ามกับสิ่งที่พวกเขาคาดหวัง แต่ทีมพบว่า HVS ส่วนใหญ่ที่พวกเขาเห็นนั้นกำลังวิ่งเข้าหาศูนย์กลางของทางช้างเผือกและไม่ห่างจากมัน ดังนั้นแทนที่จะเป็นดาวที่ถูกขับออกจากกาแลคซีของเรามันเป็นไปได้อย่างสิ้นเชิงว่าพวกมันเป็น interlactic ระหว่างกาแลคซีที่มาจากเมฆแมเจลแลนใหญ่หรือจากกาแลคซีไกลโพ้น หากเป็นจริงดาวฤกษ์เหล่านี้จะมีรอยประทับของแหล่งกำเนิดของมัน
ในลักษณะเดียวกับที่ศึกษาอุกกาบาตดาวอังคารสามารถสอนเราเกี่ยวกับโครงสร้างและองค์ประกอบของดาวอังคารการศึกษาดาวเหล่านี้สามารถบอกเราได้มากเกี่ยวกับธรรมชาติของดาวในกาแลคซีอื่น ความจริงที่ว่า HVS เหล่านี้กำลังเดินทางผ่านกาแลคซีของเรายังช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้มีโอกาสศึกษาดาวกาแลคซีพิเศษในระยะใกล้กว่าที่เป็นไปได้ ดังที่ Elena อธิบาย:
“ ดาวสามารถถูกเร่งความเร็วให้สูงเมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับหลุมดำมวลมหาศาล ดังนั้นการมีดาวเหล่านี้อาจเป็นสัญญาณของหลุมดำดังกล่าวในกาแลคซีใกล้เคียง แต่ดาวฤกษ์อาจเคยเป็นส่วนหนึ่งของระบบเลขฐานสองซึ่งพุ่งเข้าหาทางช้างเผือกเมื่อดาวฤกษ์สหายของพวกมันระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดการศึกษาพวกเขาสามารถบอกเราเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการประเภทนี้ในกาแลคซีใกล้เคียง”
ทีมวิจัยรับทราบว่ามีความเป็นไปได้อื่น โดยพื้นฐานแล้ว HVS ที่เพิ่งค้นพบใหม่เหล่านี้อาจเกิดขึ้นในรัศมีของกาแลคซีของเรา แต่ถูกเร่งความเร็วแล้วผลักเข้าด้านในเมื่อทางช้างเผือกเริ่มติดต่อกับกาแลคซีแคระหนึ่งในหลายแห่งที่มันรวมตัวกันในช่วงประวัติศาสตร์ มองไปข้างหน้าทีมหวังว่าจะได้รับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอายุและองค์ประกอบของดวงดาวโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน
ข้อมูลนี้จะช่วยให้ทีมสามารถ จำกัด ลักษณะและต้นกำเนิดของดาวเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังมีการวางแผนการเผยแพร่ข้อมูลอีกสองครั้งสำหรับ Gaia ภารกิจด้วยการเปิดตัวของ DR3 ในปี 2021 ในขณะที่การเปิดตัวสุดท้าย (ยกเว้นส่วนขยายภารกิจ) ยังคงเป็น TBD การเผยแพร่ข้อมูลเหล่านี้แต่ละครั้งจะให้ข้อมูลใหม่และแม่นยำยิ่งขึ้นกับชุดดาวที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ในฐานะผู้ร่วมเขียน Anthony Brown ระบุ:
“ ในที่สุดเราคาดว่าการตรวจวัดความเร็ว 3 มิติเต็มรูปแบบจะสูงถึง 150 ล้านดวง สิ่งนี้จะช่วยค้นหาดาว hypervelocity นับร้อยหรือพันดวงเข้าใจกำเนิดของมันในรายละเอียดมากขึ้นและใช้มันเพื่อตรวจสอบสภาพแวดล้อมของศูนย์กาแล็กซี่ตลอดจนประวัติของกาแลคซีของเรา”
ผลลัพธ์ล่าสุดเหล่านี้แสดงให้เห็นอีกครั้งว่ามีประสิทธิภาพเพียงใด Gaia หอดูดาวอยู่ในภารกิจ ระหว่างตอนนี้และการเปิดเผยข้อมูลครั้งสุดท้ายคาดว่าจะมีการค้นพบที่น่าตื่นเต้นอีกมากมายเกี่ยวกับกาแลคซีของเราและบริเวณโดยรอบ
