На границах нашей галактики видны звезды, не являющиеся ее частью: они развили настолько высокую скорость, что смогли преодолеть гравитационное притяжение Млечного Пути и теперь перемещаются в межгалактическом пространстве. Недавно ученые-астрономы изучили их траектории и выяснили, что многие из них происходят из Большого Магелланова Облака, являющегося самой крупной галактикой-спутником Млечного Пути. Это вызывает предположения о том, что в нем может находиться причина такого аномального ускорения.
Вместе со своими планетами и всем остальным, Солнце движется вокруг центра Млечного Пути на скорости, превышающей 200 километров в секунду. Подобную умеренную скорость имеют и остальные обитатели огромных галактических рукавов.
За последние два десятилетия в окрестностях нашей галактики было зафиксировано множество звезд, не принадлежащих к ее обычному «населению». Их скорости достигают тысячи километров в секунду и превышают их, что позволяет им преодолевать гравитационное влияние Млечного Пути и свободно перемещаться между галактиками. Эти объекты получили название сверхскоростных или гиперскоростных звезд.
Основной вопрос, касающийся этих звезд, заключается в том, что обуславливает их особенности. Наиболее вероятной причиной считается сверхмассивная черная дыра, расположенная в центре галактики. Согласно проведенным расчетам, она способна вытолкнуть звезду в межгалактическое пространство, если эта звезда входит в двойную систему, то есть имеет гравитационно связанного компаньона. Когда такая пара приближается к горизонту событий, гравитационные силы приводят к тому, что одна звезда поглощается черной дырой, а вторая, наоборот, приобретает колоссальную скорость и выбрасывается наружу. Этот процесс получил название механизма Хилла, предложенного астрономом Джеймсом Хиллом в 1980-х годах.
Поэтому наиболее вероятной причиной гравитационного ускорения звезд считают черную дыру, чья масса в четыре с лишним миллиона раз превышает массу Солнца, находящуюся в центре Млечного Пути в 26 тысячах световых лет от Земли. Однако недавно группа астрофизиков из США и Израиля пришла к заключению, что более десяти таких звезд с высокой скоростью движения получили импульс, отличный от воздействия этой черной дыры. Свои соображения ученые сформулировали в статье, размещенная на сервере препринтов Корнелльского университета, расположенного в США).
Ученые подчеркивают, что ключевым фактором в данном исследовании стала масса звезды. Такие светила, значительно превосходящие Солнце по массе, имеют ограниченный срок существования: всего за несколько десятков миллионов лет они исчерпывают запасы термоядерного топлива и взрываются как сверхновые. В результате от них остается лишь сжавшееся ядро – нейтронная звезда или черная дыра, обладающая звездной массой. Следовательно, если мы наблюдаем массивную звезду, которая все еще находится на главной последовательности, можно предположить, что она сформировалась в регионе, откуда свет успел дойти за 10-20 миллионов лет.
Астрономы продемонстрировали наглядный случай со звездой HE 0437-5439, находящейся на расстоянии около 200 тысяч световых лет от центра Млечного Пути, что свидетельствует о ее расположении за пределами основной части Галактики. Для справки, диаметр диска Млечного Пути составляет приблизительно сотню тысяч световых лет.
Этот небесный объект также движется с огромной скоростью, превышающей 700 километров в секунду. При этом его масса в девять раз больше массы Солнца, что указывает на то, что он не мог образоваться раньше, чем несколько десятков миллионов лет назад. В связи с этим, специалисты не уверены, что он был ускорен гравитацией сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре Млечного Пути: у нее не было бы достаточного времени, чтобы к настоящему моменту он оказался на таком удалении.
Этот объект находится на расстоянии менее 50 тысяч световых лет от Большого Магелланова Облака. Для справки, крупнейший спутник Млечного Пути, расположенный на расстоянии 158 тысяч световых лет от Земли, является галактикой. С учетом этого, вероятность того, что «гонщица» появилась именно из Большого Магелланова Облака, представляется наиболее вероятной.
Астрономы изучили траектории движения 21 массивной гиперскоростной звездой, расположенной за пределами диска Млечного Пути, и выяснили, что «следы» 11 из них указывают на Большое Магелланово Облако. Ученые полагают, что это объясняет и еще одну особенность: гиперскоростные звезды склонны концентрироваться в окрестностях созвездия Льва. На основе проведенных исследований, специалисты пришли к заключению, что звезды, выброшенные из Большого Магелланова Облака, регулярно оказываются в этом районе вследствие движения карликовой галактики по орбите.
Астрофизики полагают, что это автоматически указывает на наличие в карликовой галактике наиболее вероятного ускорителя звезд — сверхмассивной черной дыры. Ей удалось определить приблизительную массу, которая, предположительно, составляет 600 тысяч масс Солнца.
Существуют и другие гипотезы относительно возникновения сверхбыстрых звезд, такие как ускорение ударной волной, вызванное взрывом сверхновой у расположенной неподалеку звезды-компаньона. Однако, согласно расчетам, этот механизм не способен обеспечить скорость, характерную для HE 0437-5439 и ряда других подобных объектов.