Сверхскоростные звезды
Большинство звезд нашей галактики вращаются вокруг центра Млечного Пути со скоростью около 100-200 км/с. Однако некоторые из них достигают значительно больших скоростей до такой степени, что однажды они могут вырваться из-под гравитационного притяжения галактики. Такие звезды называются гиперскоростными.
Теоретически они были открыты в 1980-х годах, а сейчас их насчитывается около двадцати. Из них только десять развиваются по траекториям, позволяющим им покинуть галактику.
В рамках нового исследования, проведенного с помощью данных, полученных в ходе исследования Gaia, астрономы обнаружили еще шесть таких гиперскоростных звезд, две из которых побили рекорд радиальной скорости: 1 694 км/с (или 6 098 400 км/ч) и 2 285 км/с (или 8 226 000 км/ч). Они получили названия J0927 и J1235 соответственно.
Мы знаем, что некоторые из этих гиперскоростных звезд набрали скорость после того, как подошли слишком близко к сверхмассивной черной дыре в центре галактики. Недавнее исследование также показало, что некоторые из этих «спринтеров» на самом деле являются спутниками нашей собственной галактики. В данном случае две вновь обнаруженные звезды стали жертвами сверхновых типа 1a.
Трудное сосуществование
Сверхновые типа 1a — это высокоэнергетические звездные взрывы, которые происходят в бинарных системах, состоящих из звезды-белого карлика и звезды-компаньона. Они названы так потому, что имеют характерный спектр, лишенный водородных линий (отсюда тип I), и достигают пика светимости равномерно (отсюда «а»).
Когда белый карлик, который является очень плотной звездой, истощенной ядерным топливом, накапливает достаточно материала от своей звезды-компаньона, он достигает критической массы, известной как масса Чандрасекхара, названной в честь индо-американского физика-теоретика Субрахманьяна Чандрасекхара. В этот момент начинается взрывной ядерный синтез гелия, запускающий цепную реакцию, в результате которой высвобождается огромное количество энергии в виде света и излучения.
Взрыв сверхновой типа Ia настолько интенсивен, что может на короткое время затмить светимость целой галактики. Эти взрывы играют решающую роль в производстве и рассеивании тяжелых элементов во Вселенной. Космологи также используют их светимость для измерения ускорения расширения Вселенной.
Особый вариант
Однако вокруг этих явлений все еще остаются некоторые открытые вопросы. Теоретически, бинарные белые карлики, достигающие массы Чандрасекхара, должны быть более редкими, чем они есть. Это привело исследователей к теории альтернативного способа получения подобной сверхновой: двойной детонации.
В этом сценарии белый карлик по-прежнему притягивает вещество от своей звезды-компаньона. Однако здесь ядерный синтез начинается во внешнем слое белого карлика, где накапливается гелий. Это вызывает первоначальную детонацию, в результате которой высвобождается большое количество энергии.
Однако на этой стадии масса белого карлика недостаточна для полного взрыва. Позже, когда накопление вещества достигнет критического уровня, давление и температура в центре белого карлика повысятся настолько, что произойдет вторая детонация. Эта детонация, возникающая в результате слияния углерода и кислорода в ядре белого карлика, вызывает взрыв, который намного сильнее первого.
В сценарии двойной детонации останки соседней звезды выбрасываются в космос со скоростью, аналогичной той, с которой она вращалась вокруг своего бывшего партнера. Исследователи отмечают, что этот процесс может объяснить головокружительные скорости этих двух недавно открытых звезд.