Еще в 2005 году впервые были обнаружены звезды, которые настолько быстро мчатся через Млечный Путь, что в какой-то момент они неизбежно покинут нашу галактику. Несмотря на интенсивные поиски, на сегодняшний день обнаружено не более двух десятков таких гиперскоростных звезд (HVS). Международная команда астрономов отследила три такие звезды, которые, очевидно, пережили взрывы сверхновых. Исследователи сообщают в своем исследовании, что «звезды-зомби» могут дать новое представление о происхождении и распределении тяжелых элементов во вселенной. Предварительный отчет уже опубликован на препринт-сервере «arXiv».
Художественное изображение белого карлика (в «пончике» справа), который высасывает материю из звезды-компаньона и, в конечном итоге, взорвется. Исследователям удалось обнаружить остатки таких карликов, которые, возможно, пережили сверхновую. Иллюстрация: NASA/JPL-Caltech
Вопрос о том, откуда у этих звездных торопыг появился столь огромный импульс для преодоления гравитационного поля нашей галактики, является весьма спорным. «Предпочтительным объяснением представляется разрыв двойной звездной системы под действием чудовищной черной дыры в центре Млечного Пути», - говорит Ульрих Хебер из Университета Эрланген-Нюрнберг, соавтор исследования. - «Правда, исследования последних лет показали, что это не может быть единственным механизмом такого центробежного катапультирования».
Необычный состав
Используя данные космического телескопа Gaia Европейского космического агентства ESA, исследователи впервые смогли трехмерно измерить следы HVS в Млечном Пути и определить их происхождение. В ходе систематического поиска новых высокоскоростных звезд астрономы объединили эти данные с другими астрономическими каталогами, что позволило им сделать поразительное открытие: они обнаружили три HVS, поразительно напоминающие экзотическую гиперскоростную звезду HVS LP 40-365, которую другие исследователи обнаружили совершенно случайно два года назад.
Наблюдения же с использованием больших телескопов принесли определенность: все три кандидата напоминают LP 40-365 точно также, как одно яйцо похоже на другое - это новый класс HVS. А особенностью этих звезд является прежде всего их химический состав. Они состоят в основном из неона и кислорода и не имеют никаких следов водорода и гелия. Ка же такое возможно?
Звездные останки
«Взрывные процессы термоядерного синтеза, например, в водородной бомбе, могут превращать легкие химические элементы в тяжелые элементы вплоть до железа», - говорит Роберто Радди из Университета Эрланген-Нюрнберг, ведущий автор исследования. - «В астрономии это действительно может обнаруживаться в сверхновых, вызванных взрывом так называемого белого карлика, дегенерировавшей звезды размером с планету земного типа. И такой карлик взрывается, как только он поглотит достаточно массы от своей звезды-компаньона».
Предыдущие цифровые моделирования предполагали, что такой взрыв полностью разорвет белого карлика. А звезда-компаньон останется в одиночестве и будет выкинута из Млечного Пути, превратившись в HVS. Но новые модели взрыва теперь позволяют утверждать, что белый карлик ни в коем случае не уничтожается полностью: приблизительно 20 процентов его массы вполне способны пережить взрыв, а именно та часть, что состоит из продуктов ядерного синтеза неона, кислорода, магния, алюминия и элементов группы железа, таких как марганец.
Теория механизма катапультирования
Именно это и является химической сигнатурой, обнаруженной в LPS LP 40-365. Это дает исследователям основание предположить, что в этом случае речь как раз и идет о «переживших» такие события. Тем не менее, до сих пор неясно, почему реликты сверхновой не содержат углерода, хотя в соответствии с компьютерной моделью они должны там присутствовать. «Это один из оставшихся без ответа вопросов, на которые еще предстоит ответить», - говорит Радди.
Тем не менее, у исследователей уже есть теория о том, как может происходить турбулентный процесс вращения. Для того, чтобы произошел обмен масс и, следовательно, произошел взрыв, звезда-компаньон должна подойти очень близко к белому карлику, при этом обе звезды должны вращаться вокруг общего центра тяжести с предельной скоростью. В результате своего взрыва белый карлик дает пинок своему партнеру, ломая двойную звездную систему, так что оба партнера летят на высокой скорости в разных направлениях.
0
