Гиперскоростные звёзды впервые были предсказаны ещё в конце 1980-х годов, а их существование подтвердилось в 2005 году. Эти объекты выделяются тем, что способны двигаться со скоростью порядка 1 000 км/с и даже преодолевать гравитационные пределы Галактики, тогда как большинство звёзд Млечного Пути обычно перемещаются со скоростью около 100 км/с. По оценкам, в Млечном Пути насчитывается около тысячи таких гиперскоростных звёзд, причём новое исследование показывает, что некоторые из них, вопреки прежним догадкам, прибывают из спутника нашего звездного дома — Большого Магелланова Облака.
«Есть ли в Большом Магеллановом Облаке сверхмассивная чёрная дыра (СМЧД), которая выбрасывает некоторые звёзды с гиперскоростью в Млечный Путь?» — таким вопросом задались учёные, учитывая, что ранее считалось, будто все гиперскоростные звёзды формируются исключительно в центре Млечного Пути, недалеко от Стрельца A (Sgr. A). Давно установлено, что механизм Хиллса запускается при сближении двойной звёздной системы со сверхмассивной чёрной дырой, когда одна звезда захватывается ею, а вторая получает колоссальное ускорение.
Недавняя работа под названием «Hypervelocity Stars Trace a Supermassive Black Hole in the Large Magellanic Cloud» представлена на сервере предварительных публикаций arXiv. Главным автором числится аспирантка из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики по имени Дживон Хан, специализирующаяся на «галактической археологии». Исследование указывает на неожиданно большую долю звёзд, которые вылетают из соседнего Большого Магелланова Облака, а не только из окружения Стрельца A.
Для более детального анализа авторы обратились к результатам обзора 2006 года, когда в гало Млечного Пути обнаружили 21 незаселенную (unbound) звезду класса B. Тогда их характеристики приписывали выбросу из центральной части Галактики по механизму Хиллса. Однако благодаря данным космического аппарата Gaia, который отслеживает движения и положения около двух миллиардов объектов с точки Лагранжа L2 системы Солнце–Земля, учёные определили, что примерно половина тех самых звёзд, зарегистрированных в 2006 году, берёт начало не в Млечном Пути, а в Большом Магеллановом Облаке.
Учёные построили модель, описывающую выброс звёзд сверхмассивной чёрной дырой в спутниковой галактике, и получили весьма показательные результаты. «Предсказанные пространственные и кинематические распределения смоделированных гиперскоростных звёзд поразительно похожи на наблюдаемые», — указывается в работе. Более простые объяснения, такие как взрывы сверхновых, были опровергнуты: «Мы выяснили, что скорость рождения и скопления гиперскоростных звёзд из Большого Магелланова Облака невозможно объяснить выбросом звезды после взрывов сверхновых или другими динамическими механизмами, не учитывающими СМЧД».
Особое внимание авторы уделили так называемой Лео-перегрузке (Leo overdensity) — области в направлении созвездия Льва, где звёзд больше, чем в соседних зонах. Модель, в которую заложена чёрная дыра в Большом Магеллановом Облаке массой около 600 тысяч солнечных, точно воспроизвела эту особенность. В статье подчёркивается, что практически все звёзды в данной области действительно прилетают из Большого Магелланова Облака благодаря деятельности сверхмассивной чёрной дыры, что расценено специалистами как «любопытный результат».
Подобные наработки ставят вопрос о том, действительно ли сверхмассивные чёрные дыры присутствуют исключительно в крупных галактиках. Есть предположение, что и более скромные по размеру системы, вроде Большого Магелланова Облака, могут скрывать объекты внушительной массы. При этом наличие самой по себе чёрной дыры ещё не гарантирует формирование гиперскоростных звёзд — важную роль играет движение галактики, ускоряющее процесс выброса звёзд. Остаётся и практическая задача: при недостающем акреционном материале подобные объекты трудно обнаружить, а значит, будущие исследования возможностей чёрных дыр в карликовых галактиках способны серьезно скорректировать теории галактической эволюции.
Учёные намерены расширять анализ с выходом новых данных от Gaia, где хранится колоссальный объём информации о позициях и лучевых скоростях звёзд. Увеличение числа подтверждённых гиперскоростных звёзд позволит уточнить расчёты и разработать более сложные модели, которые опишут вклад малых галактик и их быстрых чёрных дыр в формирование звёзд-«убегающих».
Изображение носит иллюстративный характер
«Есть ли в Большом Магеллановом Облаке сверхмассивная чёрная дыра (СМЧД), которая выбрасывает некоторые звёзды с гиперскоростью в Млечный Путь?» — таким вопросом задались учёные, учитывая, что ранее считалось, будто все гиперскоростные звёзды формируются исключительно в центре Млечного Пути, недалеко от Стрельца A (Sgr. A). Давно установлено, что механизм Хиллса запускается при сближении двойной звёздной системы со сверхмассивной чёрной дырой, когда одна звезда захватывается ею, а вторая получает колоссальное ускорение.
Недавняя работа под названием «Hypervelocity Stars Trace a Supermassive Black Hole in the Large Magellanic Cloud» представлена на сервере предварительных публикаций arXiv. Главным автором числится аспирантка из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики по имени Дживон Хан, специализирующаяся на «галактической археологии». Исследование указывает на неожиданно большую долю звёзд, которые вылетают из соседнего Большого Магелланова Облака, а не только из окружения Стрельца A.
Для более детального анализа авторы обратились к результатам обзора 2006 года, когда в гало Млечного Пути обнаружили 21 незаселенную (unbound) звезду класса B. Тогда их характеристики приписывали выбросу из центральной части Галактики по механизму Хиллса. Однако благодаря данным космического аппарата Gaia, который отслеживает движения и положения около двух миллиардов объектов с точки Лагранжа L2 системы Солнце–Земля, учёные определили, что примерно половина тех самых звёзд, зарегистрированных в 2006 году, берёт начало не в Млечном Пути, а в Большом Магеллановом Облаке.
Учёные построили модель, описывающую выброс звёзд сверхмассивной чёрной дырой в спутниковой галактике, и получили весьма показательные результаты. «Предсказанные пространственные и кинематические распределения смоделированных гиперскоростных звёзд поразительно похожи на наблюдаемые», — указывается в работе. Более простые объяснения, такие как взрывы сверхновых, были опровергнуты: «Мы выяснили, что скорость рождения и скопления гиперскоростных звёзд из Большого Магелланова Облака невозможно объяснить выбросом звезды после взрывов сверхновых или другими динамическими механизмами, не учитывающими СМЧД».
Особое внимание авторы уделили так называемой Лео-перегрузке (Leo overdensity) — области в направлении созвездия Льва, где звёзд больше, чем в соседних зонах. Модель, в которую заложена чёрная дыра в Большом Магеллановом Облаке массой около 600 тысяч солнечных, точно воспроизвела эту особенность. В статье подчёркивается, что практически все звёзды в данной области действительно прилетают из Большого Магелланова Облака благодаря деятельности сверхмассивной чёрной дыры, что расценено специалистами как «любопытный результат».
Подобные наработки ставят вопрос о том, действительно ли сверхмассивные чёрные дыры присутствуют исключительно в крупных галактиках. Есть предположение, что и более скромные по размеру системы, вроде Большого Магелланова Облака, могут скрывать объекты внушительной массы. При этом наличие самой по себе чёрной дыры ещё не гарантирует формирование гиперскоростных звёзд — важную роль играет движение галактики, ускоряющее процесс выброса звёзд. Остаётся и практическая задача: при недостающем акреционном материале подобные объекты трудно обнаружить, а значит, будущие исследования возможностей чёрных дыр в карликовых галактиках способны серьезно скорректировать теории галактической эволюции.
Учёные намерены расширять анализ с выходом новых данных от Gaia, где хранится колоссальный объём информации о позициях и лучевых скоростях звёзд. Увеличение числа подтверждённых гиперскоростных звёзд позволит уточнить расчёты и разработать более сложные модели, которые опишут вклад малых галактик и их быстрых чёрных дыр в формирование звёзд-«убегающих».
