Звезда - бродяга

Когда-то давно тройная система звезд, мирно путешествовавшая через перенаселенный центр нашей Галактики, сделала роковую ошибку. Трио приблизилось на недопустимо близкое расстояние к черной дыре в центре Млечного Пути, которая захватила одну и вышвырнула оставшиеся две звезды за границы Галактики, которые после этого затеяли игру в "лишний стульчик" и в результате слились в одну, сверхгорячую голубую звезду.

Эта история может показаться фантастической, но астрономы, работавшие с Космическим Телескопом Хаббл, говорят, что это - вполне вероятный сценарий, приведший к образованию так называемой сверхскоростной звезды HE 0437-5439, одной из самых быстрых известных нам звезд, которая летит со скоростью 2.5 млн км в час (700 км/с) - в 3 раза быстрее орбитальной скорости Солнца.

Большинство из примерно 16 известных нам сверхскоростных звезд - все они открыты после 2005 года - летают по орбитам вокруг ядра Галактики. Но этот результат - первое наблюдение звезды подобного рода, летящей точно из центра Млечного Пути .

"Благодаря Хабблу, мы смогли в первый раз проследить, откуда летит эта звезда путем измерения направления ее движения на небе, которое указывает прямо в центр Млечного Пути," говорит астроном Уоррен Браун из Гарвардско-Смитсоновского Центра Астрофизики в Кембридже, Массачусетс, участник команды. "Такие звезды очень редки в галактике - на каждые 100 млрд звезд в галактике приходится только одна сверхскоростная звезда."

"Изучение таких звезд позволяет определить природу некоторой невидимой массы Вселенной и помочь астрономам лучше понять, как формируются галактики," говорит руководитель команды Олег Гнедин (Oleg Gnedin) из Университета Мичигана в Анн Арбор. "Гравитацию темной материи можно измерить с помощью формы траекторий звезд Млечного Пути."

Звездные отщепенцы уже курсируют в отдаленных окраинах Млечного Пути, высоко над диском Галактики, на расстоянии примерно 200 тыс световых лет от ее центра (для сравнения - диаметр Млечного Пути приблизительно 100 тыс. световых лет). С помощью Хаббла команды Брауна и Гнедина вычислили, с какой скоростью звезды были выброшены со своих насиженных мест, чтобы достичь их текущих положений.

"Звезда перемещается с абсурдно высокой скоростью - вдвое большей, чем нужно, чтобы убежать из гравитационного поля Галактики," объясняет Браун, охотник за сверхскоростными звездами, который обнаружил первую такую звезду в 2005 году. "Обычно звезды не путешествуют с такими ненормальными скоростями - должно случиться что-то экстраординарное."

Есть еще один аспект. По скорости и положению HE 0437-5439 можно сказать, что ей было около 100 млн лет, когда ее выбросило из ядра Млечного Пути. Но, если судить по цвету (голубой) и массе (9 масс Солнца), эта звезде всего 20 млн лет! Как же так может быть??

Наиболее вероятное объяснение - то, что эта звезда когда-то была тройной системой, которая сыграла в гравитационный биллиард с галактической сверхмассивной черной дырой. Эта теория впервые была предложена в 1988 году и предсказывает, что черная дыра в центре Млечного Пути должна выбрасывать одну звезду в примерно 100 тыс. лет.

Браун предположил, что тройная система содержала пару очень тесно взаимодействующих звезд и также третий компонент, который был гравитационно связан с этой группой. Черная дыра вырвала этот внешний компонент из системы, а момент импульса этой обреченной звезды возвратился к этой космической двойне, разогнав ее до скорости, позволяющей покинуть галактику. По мере полета, каждая звезда в системе проходила свою эволюцию.. Более массивный компонент развивался быстрее, в конце жизни став красным гигантом, увеличившись так, что в результате целиком поглотил своего компаньона, образовав одну звезду.

"Эта история могла бы показаться удивительной, но в Млечном Пути большинство систем - кратные," говорит Браун.

Звезда - бродяга интриговала астрономов давно, со времени ее открытия в 2005 году во время исследования Гамбургской Европейской Южной Обсерватории. Астрономы сделали два предположения о том, как можно решить проблему возраста. Звезда могла омолодиться за счет компаньона или же лететь не из центра нашей Галактики, а из Большого Магелланова Облака (БМО) - нашего космического соседа.

В 2008м одна команда астрономов уже было решила проблему. Они обнаружили соответствие химического состава этой звезды и большинства звезд БМО. Положение звезды также указывает на близость к соседней галактике, всего 65 тыс световых лет от нее. Новые результаты Хаббла разрешают спор о месте рождения этой звезды.

С помощью острого зрения Специальной Камеры Хаббла были сделаны два отдельных наблюдения своенравной звезды с промежутком времени 3.5 года. Участник команды Джей Андерсон (Jay Anderson) из Института Космического Телескопа в Балтиморе, разработали методику измерений положения звезд относительно 11 удаленных галактик фона, формирующих сетку.

Затем Андерсон сравнил положение звезды в 2006м и в 2009м годах, оказалось, что звезда передвинулась всего на 0.04 пиксела. "Хаббл расширяет этот тип измерений," говорит Андерсон. "Сделать такое наблюдение с Земли было бы трудной задачей."

Команда пытается определить, где родились 4 другие звезды, находящиеся сейчас на краю Млечного Пути.

"Мы нацеливаемся на массивные звезды класса В - такие, как HE 0437-5439," говорит Браун, открывший 14 из 16 известных сверхскоростных звезд. "Обычные звезды не живут достаточно долго, чтобы долететь до отдаленных рубежей Млечного Пути, и мы не должны ожидать найти их там. Плотность звезд во внешних областях значительно меньше, чем у ядра, поэтому у нас лучшие шансы найти там такие необычные объекты."

Результаты исследования были опубликованы в Письмах Астрофизического Журнала 20 июля 2010 года.