Vtrhly k nám z cizí galaxie: Tisíce Hyperrychlých hvězd i černých děr

Tým astronomů z Univerzity v Cambridge objasnil původ nejrychlejších hvězd v Mléčné dráze. Pocházejí z cizí, trpasličí galaxie. Z výzkumu britských vědců zároveň vyplývá, že možná až statisíce těchto Hyperrychlých hvězd se mezitím změnily na černé díry křižující náš kosmický domov.

Zprávu přinesla Univerzita v Cambridge. Výzkumnou práci zveřejnil vědecký časopis Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Turbo-hvězdy

V roce 2005 astronomové objevili hvězdy dostatečně rychlé na to, aby překonali tíhu Mléčné cesty a nakonec z ní unikly. Za jedinou sekundu pokoří vzdálenost více než tisíc kilometrů. Běžné hvězdy jsou přinejmenším desetinásobně pomalejší.

Doposud ale zůstávalo záhadou, odkud se tyto takzvané hyperrychlé hvězdy vzaly.

Mnozí astronomové předpokládali, že pocházejí z centra Mléčné dráhy. Odtud je měla katapultovat gravitační interakce s centrální obří černou dírou. Jiné vysvětlení hovořilo o zbytcích rozpadajících se trpasličích galaxií nebo chaotických hvězdokup. Jenže tyto hypotézy nevysvětlují, proč hyperrychlé hvězdy pozorujeme jen v některých oblastech oblohy.

“Starší vysvětlení původu hyperrychlých hvězd mi připadaly neuspokojivé,” vysvětluje hlavní autor nového výzkumu Douglas Boubert. “Hyperrychlé hvězdy se většinou nacházejí v souhvězdí Lva a souhvězdí Sextant. Uvažovali jsme, proč je tomu tak. “

Útěk po smrti sourozence

Další vysvětlení hovořilo o systémech dvou hvězd, které obíhají společné těžiště. Čím menší je jejich vzdálenost, tím rychleji se pohybují. Po zániku jednoho z dvojice, například výbuchu, se jeho “sourozenec” může odpojit. A putovat prostorem stejně rychle, jakou dosud obíhal.

Jenže hvězdy, které se osamostatnily po rozpadu dvojhvězd, se pohybují příliš pomalu. Zdaleka nejsou “hyperrychlé”. Kvůli dostatečné rychlosti by museli obíhat tak těsně, že by se systém dvou hvězd spojil do jediné. Nebo by musely být “katapultované” z jiné galaxie. Takové, která se vzhledem k Mléčné dráze pohybuje mimořádně rychle.

Britští vědci proto testovali, zda hyperrychlé hvězdy nepocházejí Velkého Magellanova mraku. Ze všech trpasličích satelitních galaxií Mléčné dráhy obíhá nejrychleji, rychlostí 400 kilometrů za sekundu. Pokud tuto hodnotu připočteme k rychlosti, kterou by hvězdy získali únikem z binárního systému, dostaneme rychlost hyperrychlých hvězd.

Simulace dle nejlepší mapy oblohy

Výzkumníci spojili data z digitálního mapování oblohy projektu SDSS (Sloan Digital Sky Survey) s počítačovými simulacemi. Pomocí nich modelovali únik hyperrychlých hvězd z Velkého Magellanova mraku a jejich pronikání do Mléčné dráhy.

Britští vědci simulovali zrod a exploze hvězd v mateřské trpasličí galaxii během posledních dvou milionů let. Další simulace se zaměřila na sledování pohybu každé unikající hvězdy.

Ukázalo se, že polovina hvězd, které unikly Velkému Magellanovu mraku, by měla být dost rychlá na to, aby se dala považovat za hyperrychlé hvězdy. Výsledky simulace se zároveň shodovaly s pozorovaným výskytem hyperrychlých hvězd.

“Tyto hvězdy takříkajíc vyskočily z rychlíku – není divu, že jsou nesmírně rychlé,” uvedl spoluautor studie Rob Izzard. “Zároveň to vysvětluje jejich pozici na obloze, protože vyhozené hvězdy podél oběžné dráhy Velkého Magellanova mraku by směřovaly k souhvězdím Sextant a Lev.

Statisíce hyperrychlých černých děr?

Kromě potvrzení hypotézy, že hyperrychlé hvězdy pocházejí z Velkého Magellanova mraku, ze simulací vyplývá existence obrovského počtu hyperrychlých černých děr.

Všechny dosud pozorované hyperrychlé hvězdy totiž patří do kategorie velkých modrých hvězd s poměrně krátkou životností. Zatímco celková životnost Slunce přesahuje 10 miliardách let, hyperrychlé hvězdy zanikají po méně než miliardě let.

Z Velkého Magellanova mraku by měly být katapultované hvězdy každého stáří. Podle simulace by proto většina z nich zanikla dříve, než “vrthnou” do Mléčné dráhy. A zánik velké hvězdy znamená přeměnu buď na extrémně kompaktní jádro (neutronovou hvězdu) nebo na černou díru.

Simulace tak na jedné straně naznačila existenci až 10 000 hyperrychlých hvězd, které unikly z Velkého Magellanova mraku. Zároveň ale předpovídá existenci zhruba milionu hyperrychlých zaniklých hvězd, tedy neutronových hvězd nebo černých děr.

Zda naši galaxii skutečně křižují ohromné ​​množství hyperrychlých hvězd i černých děr, ověříme už příští rok. Tehdy poskytne nová data o miliardách hvězd Mléčné cesty satelit Gaia ESA.

Leave a Reply