Mặt trời đang chạy đua qua thiên hà với tốc độ lớn hơn 30 lần so với tàu con thoi vũ trụ trên quỹ đạo (tốc độ 220 km / giây so với trung tâm thiên hà). Khoảng một trong một tỷ ngôi sao di chuyển với tốc độ lớn hơn khoảng 3 lần so với Mặt trời của chúng ta - nhanh đến mức chúng có thể dễ dàng thoát khỏi thiên hà hoàn toàn!
Chúng tôi đã phát hiện ra hàng chục trong số những ngôi sao được gọi là hypervelocity này. Nhưng làm thế nào chính xác những ngôi sao này đạt tốc độ cao như vậy? Các nhà thiên văn học từ Đại học Leicester có thể đã tìm thấy câu trả lời.
Manh mối đầu tiên xuất hiện trong việc quan sát các ngôi sao có tốc độ giảm âm, nơi chúng ta có thể lưu ý tốc độ và hướng của chúng. Từ hai phép đo này, chúng ta có thể theo dõi những ngôi sao này để tìm ra nguồn gốc của chúng. Kết quả cho thấy hầu hết các ngôi sao có tốc độ giảm âm bắt đầu di chuyển nhanh chóng trong Trung tâm Thiên hà.
Bây giờ chúng ta có một ý tưởng sơ bộ về nơi những ngôi sao này đạt được tốc độ của họ, nhưng không làm sao họ đạt vận tốc cao như vậy. Các nhà thiên văn học nghĩ rằng hai quá trình có khả năng đá các ngôi sao với tốc độ lớn như vậy. Quá trình đầu tiên liên quan đến sự tương tác với lỗ đen siêu lớn (Sgr A *) ở trung tâm Thiên hà của chúng ta. Khi một hệ thống sao nhị phân đi quá gần Sgr A *, một ngôi sao có khả năng bị bắt giữ, trong khi ngôi sao kia có khả năng bị ném ra khỏi lỗ đen với tốc độ đáng báo động.
Quá trình thứ hai liên quan đến một vụ nổ siêu tân tinh trong một hệ thống nhị phân. Tiến sĩ Kastytis Zubovas, tác giả chính của bài báo tóm tắt ở đây, nói với Tạp chí Vũ trụ, vụ nổ Supernova trong các hệ thống nhị phân phá vỡ các hệ thống đó và cho phép ngôi sao còn lại bay đi, đôi khi có đủ vận tốc để thoát khỏi Thiên hà.
Tuy nhiên, có một cảnh báo. Các ngôi sao nhị phân ở trung tâm Thiên hà của chúng ta sẽ quay quanh nhau và quay quanh Sgr A *. Họ sẽ có hai vận tốc liên quan đến chúng. Nếu vận tốc của ngôi sao xung quanh tâm khối nhị phân của Lốc xảy ra thẳng hàng với vận tốc của khối tâm xung quanh lỗ đen siêu lớn, vận tốc kết hợp có thể đủ lớn để thoát khỏi thiên hà hoàn toàn, Zubovas giải thích.
Trong trường hợp này, chúng ta có thể ngồi xung quanh và chờ đợi để quan sát một vụ nổ siêu tân tinh phá vỡ một hệ thống nhị phân. Chúng tôi sẽ phải rất may mắn để bắt được điều đó! Thay vào đó, các nhà thiên văn học dựa vào mô hình máy tính để tái tạo vật lý của một sự kiện như vậy. Họ thiết lập nhiều tính toán để xác định xác suất thống kê rằng sự kiện sẽ xảy ra và kiểm tra xem kết quả có khớp với các quan sát hay không.
Các nhà thiên văn học từ Đại học Leicester đã làm điều này. Mô hình của họ bao gồm nhiều tham số đầu vào, chẳng hạn như số nhị phân, vị trí ban đầu và tham số quỹ đạo của chúng. Sau đó, nó tính toán khi một ngôi sao có thể trải qua vụ nổ siêu tân tinh và tùy thuộc vào vị trí của hai ngôi sao tại thời điểm đó, vận tốc cuối cùng của ngôi sao còn lại.
Xác suất siêu tân tinh phá vỡ hệ thống nhị phân lớn hơn 93%. Nhưng liệu ngôi sao thứ cấp có thoát ra khỏi trung tâm thiên hà không? Có, 4 - 25% thời gian. Zubovas mô tả, Tuy Mặc dù đây là một sự cố rất hiếm khi xảy ra, chúng ta có thể hy vọng vài chục ngôi sao như vậy sẽ được tạo ra trong hơn 100 triệu năm. Các kết quả cuối cùng cho thấy mô hình này đẩy các ngôi sao có tốc độ đủ cao để phù hợp với số lượng sao giảm tốc độ quan sát được.
Không chỉ số lượng các ngôi sao hypervelocity phù hợp với các quan sát mà còn phân bố của chúng trên khắp không gian. Tiến sĩ Graham Wynn, đồng tác giả của bài báo cho biết, các ngôi sao Hypervelocity được tạo ra bằng phương pháp phá vỡ siêu tân tinh của chúng ta không được phân bố đều trên bầu trời. Họ theo một mô hình duy trì dấu ấn của đĩa sao mà họ hình thành. Các ngôi sao có tốc độ giảm âm quan sát được nhìn thấy theo một mô hình giống như thế này.
Cuối cùng, mô hình đã rất thành công trong việc mô tả các đặc tính quan sát được của các ngôi sao có tốc độ giảm âm. Nghiên cứu trong tương lai sẽ bao gồm một mô hình chi tiết hơn cho phép các nhà thiên văn học hiểu được số phận cuối cùng của các ngôi sao có tốc độ giảm âm, ảnh hưởng của vụ nổ siêu tân tinh đối với môi trường xung quanh và chính trung tâm thiên hà.
Nó có khả năng là cả hai kịch bản - các hệ thống nhị phân tương tác với lỗ đen siêu lớn và một trong những vụ nổ siêu tân tinh - hình thành các ngôi sao giảm tốc. Nghiên cứu cả hai sẽ tiếp tục trả lời các câu hỏi về cách những ngôi sao tốc độ này hình thành.
Kết quả sẽ được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn (bản in sẵn tại đây)
