Галактический рекорд. Астрономы обнаружили одну из самых быстрых звезд Млечного Пути. Гиперскоростная звезда S5-HVS1 летит в космосе со скоростью более 1000 километров в секунду - в десять раз быстрее, чем большинство «нормальных» звезд и в два раза быстрее, чем все известные высокоскоростные звезды. Но намного более важным выглядит то, что с ее помощью исследователи впервые смогли четко определить происхождение такой «звезды-торопыги».

Звезда S5-HVS1 в два раза быстрее всех ранее известных гиперспринтеров Млечного Пути - и это первая звезда такого типа, происхождение которой астрономы смогли проследить от центра галактики. © James Josephides/ Swinburne Astronomy Productions

Их можно назвать «гонщиками» Млечного Пути: так называемые гиперскоростные звезды имеют настолько высокую скорость, что даже гравитация нашей галактики не может их удержать. Вместо того, чтобы кружить вокруг своего центра, эти звезды устремляются в космос со скоростью 300-1000 километров в секунду. Большинство из них - это голубые гиганты, но есть среди них также двойные звезды, звезды, похожие на Солнце, и даже фрагменты белых карликов.

Загадка «скоростных звезд»

Но что могло придать таким звездам столь мощное ускорение? До сих пор астрономы могли лишь рассуждать об этом, потому что большинство «гиперторопыг» находятся слишком далеко, чтобы точно проследить их траекторию. До сих пор вероятными причинами считаются определенные сверхновые, внегалактическое происхождение таких звезд, но, прежде всего, эффект катапульты с участием центральной черной дыры нашего Млечного Пути.

«Мы давно предполагали, что черные дыры могут выбрасывать звезды на очень высоких скоростях», - говорит ведущий автор исследования Сергей Копосов из университета Карнеги-Меллон. - «Но, к сожалению, нам никогда не удавалось проследить четкую связь между таким сверхбыстрым объектом и галактическим центром. У нас просто не было «дымящегося после выстрела Кольта». Именно поэтому Копосов и его коллеги целенаправленно искали сверхскоростные звезды в данных космической обсерватории Gaia и в снимках Англо-Австралийского телескопа.

S5-HVS1: гиперскоростной торопыга превосходной степени

Их ожидал успех. Астрономы обнаружили подобную Солнцу звезду S5-HVS1, которая мчится через галактику всего на расстоянии порядка 29 тысяч световых лет от Земли. Спектральный анализ показал, что этот гиперспринтер несется со скоростью 1 017 километров в секунду - в десять раз быстрее, чем большинство звезд Млечного Пути, и почти в два раза быстрее, чем все известные до сих пор звезды-спринтеры.

«Экстремальная скорость S5-HVS1 делает ее одной из самых быстрых известных звезд галактики», - говорят исследователи. - «Соответственно, важно детальное исследование ее траектории и происхождения». Благодаря данным телескопа Gaia и астрофизической модели, астрономы действительно смогли проследить курс быстроходного гиперспринтера с массой около 2,4 солнечных масс.

Выброшена из своей системы двойной звезды

Результат оказался таковым: все свидетельствует о том, что S5-HVS1 движется прямо из центра Млечного Пути - зоны, где находится сверхмассивный чёрная дыра Стрелец A*. «Подтверждения этого налицо и намного более четкие, чем у любого другого космического гиперспринтера», - говорят Копосов и его команда. - «Поэтому мы делаем вывод, что S5-HVS1 была изгнана из галактического центра - это первая звезда, в отношении которой мы можем это доказать».

Если исходить из анализа, такое центрифугирование, вероятно, произошло не более 4,8 миллионов лет назад. В то время S5-HVS1, скорее всего, все еще была частью двойной системы, которая оказалась слишком близко к сфере влияния Стрельца А*. В результате ее звезда-спутник была захвачена черной дырой, а S5-HVS1 была катапультирована со своего старого курса со скоростью более 1800 километров в секунду. «Это первая наглядная демонстрация так называемого механизма Хилса в действии», - говорит коллега Копосова Тинг Ли.

Положение и траектория звезды-гиперспритера S5-HVS1 относительно центра Млечного Пути. © Sergey Koposov

Почему она быстрее всех остальных?

Но подтверждение этой экстремально скоростной звезды и ее происхождения вызывает и новые вопросы. Так, например, астрономы пока не могут объяснить, почему она намного быстрее, чем любая другая гиперскоростная звезда, выходящая из зоны галактического центра. «Это ставит два вопроса: Все ли гиперспринтеры возникают по одной и той же схеме? И остается ли их скорость со временем неизменной?», - рассуждают астрономы.

Одним из возможных объяснений необычно высокой скорости S5-HVS1 могло бы стать то, что эта звезда была выброшена в результате необычно сильного извержения центральной черной дыры - например, события, которое вызвало возникновение пузырей Ферми и других структур в центре Млечного Пути. «Чтобы проверить эти гипотезы, нам нужно найти еще больше звезд-гиперспринтеров с одинаковой продолжительностью полета», - уверены исследователи.

Также возможно, что где-то в центре галактики есть неизвестная нам промежуточная черная дыра, которая и катапультировала звезду. Однако это чистая теория, ибо пока нет никаких доказательств существования такой черной дыры, объясняют астрономы.

Поперек сквозь локальную группу

Интересно еще вот что: в отличие от большинства других гиперспринтеров, S5-HVS1 не является недолговечным синим гигантом - она намного меньше по массе и, следовательно, имеет значительно более продолжительный период жизни. А это значит, что ей может быть не несколько сотен миллионов лет, а значительно больше - около миллиарда лет. «К концу своей жизни эта звезда могла бы покрыть расстояние в 6,5 миллионов световых лет, пройдя большую часть локальной группы», - считают Копосов и его коллеги.

Астрономы надеются, что будущие данные, включая и данные спутника-телескопа Gaia, помогут разгадать тайну, связанную с S5-HVS1 и ее происхождением. А пока что эта «гончая звезда» - это настоящая экзотика, даже среди звезд-гиперспринтеров.