К сожалению, сайт не работает без включенного JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript в настройках вашего броузера.
Наш канал в Telegram
Самое важное о финансах, инвестициях, бизнесе и технологиях
Подписаться

Новости

Покидая Галактику: откуда летят самые быстрые звезды Млечного Пути

Возможная траектория гиперскоростной звезды. (Фото NASA, ESA, и G. Bacon (STScI)
Возможная траектория гиперскоростной звезды. (Фото NASA, ESA, и G. Bacon (STScI)
Астрономы обнаружили самые быстрые свободно летящие звезды в нашей Галактике. Их скорости головокружительны, а происхождение загадочно. Ученые полагают, что это жертвы грандиозных космических взрывов

Ученые обнаружили звезды, претендующие на звание самых быстрых в Галактике. Скорость одной из них превышает 2300 км/с, а другой — 1700 км/с. С такой скоростью можно пересечь Солнечную систему за несколько месяцев. Обе звезды рано или поздно покинут Млечный Путь и вылетят в межгалактическое пространство. Исследователи полагают, что эти светила отправились в трансгалактический круиз, когда их соседи взорвались как сверхновые.

Власть притяжения

Звезды в Галактике обращаются вокруг ее центра. Но это движение мало напоминает стройное и размеренное обращение планет вокруг Солнца. Светила не движутся по неизменным орбитам, а скорее дрейфуют в бурном потоке, закрученном вокруг центра Млечного Пути. У каждой звезды собственная скорость и траектория. Она зависит от того, где эта звезда родилась и через какие события (например, встречи с другими светилами) прошла в своей истории. В астрономии есть целое направление — космическая археология. «Археологи» стремятся определить исходное местоположение звезд и восстановить облик Галактики миллиарды лет назад.

Может ли звезда покинуть Млечный Путь? Теоретически да, но чтобы одолеть гравитацию Галактики, нужна огромная скорость. Какая именно — зависит от расстояния до центра Галактики. Чем дальше от центра, тем слабее узы притяжения. Солнце находится в 26000 световых лет от центра Млечного Пути (это примерно половина радиуса Галактики). Чтобы улететь с такой дистанции, нужна скорость около 600 км/с. Скорость Солнца относительно центра Галактики втрое меньше, так что наше светило никуда не собирается улетать. Понятно, что это типичный случай. Если бы звезды запросто разлетались из Галактики, она давно перестала бы существовать. Нужно экстраординарное событие, чтобы светило достигло скорости убегания.

 
Образующие пару белые карлики могут оказаться так близко друг у другу, что гравитация более массивного компаньона начнет буквально высасывать вещество из собрата. Фото STSci

Побег из дома

И такие события происходят. В этом астрономы убедились в 2005 году, обнаружив на окраине Галактики звезду, летящую со скоростью 850 км/с. 

Точнее говоря, речь идет о лучевой скорости. Что это такое? Представим себе прямую, соединяющую звезду и глаз наблюдателя (луч зрения, как говорят специалисты). Обозначим направление на звезду как «вперед». Движение звезды в трехмерном пространстве можно разложить на две составляющие: движение по лучу зрения («вперед-назад») и движение перпендикулярно ему («вверх-вниз» и «влево-вправо»). Последнее можно буквально увидеть как смещение звезды по небу (если измерять ее положение на небе достаточно точно, а это очень непростая задача). Лучевая скорость — это скорость движения по лучу зрения («вперед-назад»). Увидеть это движение нельзя: звезда не меняет своего положения на небе, а только удаляется от телескопа или приближается к нему. Для наблюдателя звезда — это светящаяся точка. Разве можно разобрать, удаляется она или приближается, если до нее десятки тысяч световых лет? Даже один световой год — это почти 10 трлн км, что по сравнению с этим даже и тысячи километров в секунду?  К счастью, лучевую скорость можно определить по спектру звезды. Грубо говоря, свет удаляющихся от наблюдателя звезд краснеет, а приближающихся — голубеет.

 

Если лучевая скорость загадочной звезды 850 км/с, то полная скорость еще выше: нужно ведь еще прибавить движение «вверх-вниз» и «влево-вправо». Такой скорости достаточно, чтобы улететь даже из нашего района Галактики, а уж тем более с окраин, где обнаружили таинственное светило. Первооткрыватели назвали звезду гиперскоростной (hypervelocity), или, как иногда переводят, сверхбыстрой.

Заинтригованные ученые объявили охоту на беглянок. На 2021 год были обнаружены уже сотни кандидатов в гиперскоростые звезды (астрономы говорят о «кандидатах в объекты», когда полученные данные еще не перепроверены — например, независимыми наблюдениями на другом телескопе). Это не так уж много, учитывая, что в крупнейшем звездном каталоге более 1,5 млрд звезд, а всего в Галактике — сотни миллиардов. Гиперскоростые звезды — исключительно редкие объекты.

Когда Галактика плюется

Так какие же катаклизмы разгоняют светила до умопомрачительных скоростей? Точного ответа никто не знает. Есть несколько потенциальных механизмов, и вполне возможно, что все они работают. Но практически все теории опираются на простой факт: большинство звезд в Галактике образуют пары, кружащие по орбитам вокруг общего центра масс.

 

Самая популярная гипотеза отводит роль «ускорителя» сверхмассивной черной дыре, угнездившейся в центре Млечного Пути. Если звездная пара подойдет к черной дыре слишком близко, один из компаньонов будет захвачен ее гравитацией и останется на орбите вокруг черной дыры. Другой же полетит через Галактику, будто запущенный пращей.

Однако некоторые гиперскоростные звезды движутся от окраины Млечного Пути к центру, а не наоборот. Они никогда не были в окрестностях центральной черной дыры и не могли получить от нее гравитационный толчок.

Теоретически на окраинах Млечного Пути могут быть и собственные сверхмассивные черные дыры. Кроме того, роль пращи может сыграть и черная дыра меньшей массы, особенно если она находится в центре плотного скопления звезд. Но есть и еще один перспективный сценарий. Он связан со взрывами сверхновых.

Разлученные братья

Источник энергии звезд — термоядерные реакции. Но любое светило рано или поздно исчерпывает запасы топлива и превращается в постепенно остывающий остаток. В зависимости от массы исходной звезды это может быть белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра. Большинство звезд имеет массу менее 10 солнц и потому превращаются в белые карлики — объекты массой со звезду и размером с планету.

Представим себе пару, обе звезды в которой догорели до стадии белых карликов. Эти белые карлики продолжат свой парный танец, причем будут постепенно приближаться друг к другу. Рано или поздно они окажутся так близко, что гравитация более массивного компаньона начнет буквально высасывать вещество из собрата. В результате «каннибал» может набрать критическую массу и взорваться как сверхновая (точнее, сверхновая типа Ia).

 

Итак, один из членов пары разлетается в пыль. Второй больше не может обращаться вокруг центра масс пары, поскольку пары больше нет. Но и остановиться он не может: движение не исчезает в никуда. Представьте себе груз, который раскручивают на веревке. Что будет, если веревка оборвется? Груз полетит в сторону с той же скоростью, с которой вращался. Именно это и происходит с уцелевшим белым карликом. А поскольку его орбитальная скорость порядка тысячи километров в секунду, после потери партнера он превратится в гиперскоростную звезду.

Ученым известно около десятка гиперскоростных белых карликов, которые, судя по всему, пережили именно такой катаклизм. Новое исследование добавило к ним еще шесть. При этом четыре из новоприбывших имеют лучевые скорости выше 1000 км/с, а лучевые скорости двух самых быстрых составляют 2300 км/с и 1700 км/с. Это больше, чем у любой другой известной гиперскоростной звезды. Напомним, что лучевая скорость — только часть полной скорости, которая, следовательно, еще больше.

Эти звезды можно назвать самыми быстрыми в Галактике, но с некоторыми оговорками. В самом центре Млечного Пути вокруг его центральной черной дыры обращается звезда S0-2. Ее скорость на одном из участков орбиты достигает 4000 км/с, но гравитация сверхмассивной хищницы не позволяет звезде улететь. Возможно, что в свите этого монстра массой в 4 млн солнц есть и еще более быстрые (еще не открытые) светила.

Впрочем, наука не спорт, и астрономы не гонятся за рекордными цифрами. Гиперскоростные звезды интересуют их как малоизученный штрих к богатой и разнообразной жизни огромной Галактики.

 

Мы в соцсетях:

Мобильное приложение Forbes Russia на Android

На сайте работает синтез речи

иконка маруси

Рассылка:

Наименование издания: forbes.ru

Cетевое издание «forbes.ru» зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций, регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации: серия Эл № ФС77-82431 от 23 декабря 2021 г.

Адрес редакции, издателя: 123022, г. Москва, ул. Звенигородская 2-я, д. 13, стр. 15, эт. 4, пом. X, ком. 1

Адрес редакции: 123022, г. Москва, ул. Звенигородская 2-я, д. 13, стр. 15, эт. 4, пом. X, ком. 1

Главный редактор: Мазурин Николай Дмитриевич

Адрес электронной почты редакции: press-release@forbes.ru

Номер телефона редакции: +7 (495) 565-32-06

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети «Интернет», находящихся на территории Российской Федерации)

Перепечатка материалов и использование их в любой форме, в том числе и в электронных СМИ, возможны только с письменного разрешения редакции. Товарный знак Forbes является исключительной собственностью Forbes Media Asia Pte. Limited. Все права защищены.
AO «АС Рус Медиа» · 2024
16+