Prosto z nieba
Fast and furious -- uciekająca gwiazda
Często pisaliśmy o tym, że gwiazdy rodzą się i umierają w galaktykach. Dla większości gwiazd jest to prawda. Na przykład nasze Słońce spokojnie krąży wokół centrum Drogi Mlecznej i, miejmy nadzieję, w najbliższym czasie nic tego nie zmieni. Są jednak gwiazdy nietypowe - uciekinierki czy też poszukiwaczki przygód (jak kto woli). Młode, jasne i superszybkie gwiazdy, które opuściły Galaktykę i z zawrotną prędkością zmierzają w kierunku pustej przestrzeni międzygalaktycznej.
Jedna z nich jest absolutną rekordzistką prędkości. Gwiazda LAMOST-HVS1 jest ponad 8 razy cięższa od Słońca i aktualnie ucieka z Galaktyki z prędkością 553 km/s. Naturalnie więc chcielibyśmy poznać jej historię.
Superszybkie gwiazdy nie tyle uciekają z galaktyki, co zostały z niej wystrzelone, gdy osiągnęły wystarczająco dużą prędkość, krążąc wokół supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Tak jest zazwyczaj. Jednak historia LAMOST-HVS1 jest inna. Ta konkretna gwiazda została wystrzelona z dysku galaktyki, a nie z jej centrum.
Skąd to wiemy? Naukowcy pod kierunkiem dr. Kohei Hattoriego z Uniwersytetu Michigan oszacowali wiek uciekającej gwiazdy na 37 milionów lat. Jest to więc górny limit czasu, w jakim gwiazda mogła podróżować pomiędzy aktualną pozycją a miejscem swoich narodzin. Następnie badacze zrekonstruowali milion możliwych trajektorii ruchu gwiazdy, wykorzystując metodę modelowania Monte Carlo. Wzięli przy tym pod uwagę jej aktualną prędkość, pozycję i wspomniany wcześniej limit czasowy. Badając najbardziej prawdopodobne trajektorie ruchu, odkryli historię LAMOST-HVS1.
I tak, nasza uciekinierka jest młodą gwiazdą typu B. Narodziła się w gęstym obszarze wewnętrznego dysku galaktyki w otoczeniu podobnych sobie gwiazd. Gwiazdy te były na tyle blisko, że tworzyły razem układ wielu ciał. Jej najbliższą sąsiadką była prawdopodobnie masywniejsza gwiazda lub nawet średniej wielkości czarna dziura. LAMOST-HVS1 gromadziła energię kinetyczną w wyniku interakcji z obiektami ze swojego otoczenia. Ostatecznie osiągnęła prędkość ucieczki pozwalającą na pokonanie oddziaływania grawitacyjnego swojego masywnego towarzysza. Wówczas została wystrzelona (całkiem dosłownie) z orbity i od tego momentu samotnie przemierza przestrzeń kosmiczną.
Miejscem narodzin naszej najszybciej uciekającej gwiazdy najprawdopodobniej jest ramię Węgielnicy - największe i najbardziej zewnętrzne ramię spiralne Drogi Mlecznej. Astronomowie starają się jednak znaleźć jej bardziej szczegółowy "adres domowy". Młode, masywne gwiazdy, takie jak LAMOST-HVS1, rodzą się w gęstym środowisku podobnych sobie gwiazd, tworząc gromady. Ponieważ gwiazdy te powstają z tego samego obłoku gazu, wszystkie mają takie same (lub bardzo podobne) właściwości - typ, masę, skład chemiczny etc. Problem w tym, że w wewnętrznej części ramienia Węgielnicy nie zaobserwowano gromad, które zawierałyby gwiazdy podobne do LAMOST-HVS1. Jej domem, gdziekolwiek jest, może więc być nieznana jak dotąd gromada młodych gwiazd, chowająca się za ciężkim pyłem.