A galaktikus száműzetés művészi illusztrációja. Kép jóváírása: CfA. Kattints a kinagyításhoz.
Hallgassa meg az interjút: Galaktikus száműzöttek (6,2 MB)
Vagy iratkozz fel a Podcastra: universetoday.com/audio.xml
Mi a Podcast?
Fraser Cain: El tudnál mondani a megfigyelt csillagokról és arról, hogy miként dobták őket galaxisunkból?
Dr. Warren Brown: Azt fedeztük fel, hogy a Tejút távoli régióiban két csillag van, amelyek olyan sebességgel haladnak, hogy még senki sem látott csillagokat galaxisunkban, legalább a csillagokat a galaktikus központjától távol. Kivéve, hogy ezek a csillagok százezer fényévnyire vannak a galaktikus központjától. És mégis, sebességük egyetlen lehetséges magyarázata az, hogy a galaxis közepén lévő szupermasszív fekete lyuk által kitűzték őket.
Fraser: Szóval túl közel kerültek a szupermasszív fekete lyukhoz, és kiszabadultak?
Brown: Igen, hát itt van a kép. Ez a forgatókönyv három testet igényel, és a csillagászok azt mondják, hogy ez valószínűbb módon történik, ha van egy pár csillag. Mint Ön már tudja, valami hasonló az égbolton a csillagok felének valójában olyan rendszerek, amelyek párot, vagy néha több csillagot tartalmaznak. És tehát ha van egy szorosan kötött csillagpár, amely valamilyen okból túl közel halad a szupermasszív fekete lyukhoz, akkor a fekete lyuk gravitációja egy bizonyos ponton meghaladja a csillagpárok közötti kötési energiát, és az egyik csillagot elrabolja . Fogja az egyik csillagot, de a másik csillag ezután elhagyja a rendszert a pár keringési energiájával. És így kapja meg ezt a további sebességet. Valójában a szupermasszív fekete lyuk alapvetően képes megkötni az egyik csillagot, elfogni azt, és a másiknak a teljes energiamennyiséget elhagyhatja, amely a párnál korábban volt. És ez a csillag azután kiszabadul közvetlenül a galaxisból.
Fraser: Ha egy szokásos egyetlen csillag túl közel kerülne, akkor nem lenne elegendő energiája a kisugárzáshoz. Azt hiszem, láttam néhány olyan szimulációt, amikor a csillag túl közel áll a fekete lyukhoz, és valamilyen módon megváltoztatja pályájának irányát, de továbbra is körüli pályára jár.
Brown: Persze, el tudod képzelni, hogy olyan, mint egy űrhajó, amely csúzli lőni a Jupiter körül, vagy valami. Elképzelheti, hogy megváltoztathatja a pályát, és megszerezhet bizonyos sebességet. De a galaxisban nincs olyan mechanizmus, amely ilyen nagy sebességet elérne valamiért, ami egy 3-4 napenergiás csillag tömege. Ehhez három test kölcsönhatása szükséges ahhoz, hogy létrehozzuk a látott sebességet. És amit megfigyelünk, az a velük szembeni mozgásuk. Körülbelül 1-1,5 millió mérföld / óra sebességgel haladnak tőlünk.
Fraser: Mennyire haladnának a csillagok, amikor bejöttek, hogy megfeleljenek a szakításuknak?
Brown: Nem tudom biztosan. Valószínűleg valami tízszeres ennél, közvetlenül azon a pillanat előtt, amikor áthaladnak a fekete lyuk felett. Természetesen, ha elhagyja a fekete lyuk gravitációs potenciálját, ezek hirtelen lelassulnak. Végső menekülési sebességüket most figyeljük meg; millió mérföld / óra nagyságrendben van. És ez jóval meghaladja a kétszer olyan sebességet, amelyre szükség van, hogy teljesen elmeneküljünk a galaxisunkból. Ezek a csillagok valóban száműzettek. Ki vannak téve a galaxisból, és soha nem térnek vissza.
Fraser: És egy csillagot kirúgnak. Mi történik a másik csillaggal?
Brown: Ez egy érdekes kérdés. Valójában létezik egy elméleti cikk, amelyet néhány teoretikus írt, és amely azt sugallta, hogy ezek a csillagok, amelyek nagyon hosszú elliptikus pályákon haladnak a középső masszív fekete lyuk körül, lehetnek az ún. Hiperképességű csillagok korábbi társai, amelyeket felfedeztünk. És ez a fajta pálya, amire számíthat. Hacsak a csillag nem olyan szerencsétlen, hogy egyenesen a fekete lyukba esik, ha egy kicsit hiányzik, akkor csak körbepörget, majd egy nagyon hosszú elliptikus pályán halad a központi masszív fekete lyuk körül.
Fraser: És honnan származott a pár? Ez a sors befolyásolhatja néhány közeli bináris csillagot?
Brown: Nos, ez valójában a nagyobb képhez vezet. A galaktikus központ érdekes hely. Rengeteg fiatal csillag van. A galaxisban felfedezett legfiatalabb hatalmas csillagcsoportok közvetlenül a galaktikus központ közelében érkeznek. És tartalmazzák a galaxis legtömegebb csillagait. Tehát nagyon sok fiatal csillag kering körül odakint. A kérdés az, hogyan lehet egy csillagra beállítani a pályáját, hogy egyenesen lőjön a szupermasszív fekete lyuk felé, ahelyett, hogy csak körülötte kering, mint például a Föld a Nap körül kering. És ez egy nyitott kérdés. És egy dolog, hogy ezek a hiperfejlesztési csillagok, amelyeket felfedeztünk, tippeket kapnak nekünk arról, hogy ez a mechanizmus hogyan működik. Mivel például az egyik ötlet az, hogy ezekkel a csillagfürtökkel megfigyeltük őket. Talán dinamikus súrlódás révén, amikor más csillagokkal találkoznak, lassan süllyedhetnek le a galaktikus központ felé, ahol ott van a fekete lyuk. És ha történt volna, el tudnád képzelni, hogy hirtelen egy nagy csomó csillag volt ott, a hatalmas fekete lyuk mellett. Kaphat egy sor ilyen hiperképességű csillagot. Vannak mindenféle csillag, amelyeket ki lehet dobni. És mégis a csillagok, amelyeket mind megfigyeltünk, eltérő utazási idővel rendelkeznek, mint a galaktikus központja. Ez csak szuggesztív, de már kezdjük el mondani valamit a szupermasszív fekete lyukkal kölcsönhatásba lépő csillagok történetéről. És ami eddig úgy tűnik, hogy nincs bizonyíték a csillagfürtök esésére a galaktikus központba.
Fraser: Lehet valamilyen szállítószalag, amelyben csillagok születnek, majd lassan süllyednek le, és rúgnak ki, amikor túl közel kerülnek egymáshoz.
Brown: Igen, ez egyfajta ötlet. Ahhoz, hogy ez a szállítószalag működjön, szüksége van valamilyen hatalmas helyre, például csillagfürtre, hogy a szállítószalag működjön. Annak érdekében, hogy valamit lemerülhessen a hatalmas fekete lyuk felé. Mivel egy hatalmas tárgy sok hatalmas tárgyat talál meg, kiderül, hogy a kevésbé masszív tárgyak inkább kicsit több energiát bocsátanak ki. Mivel a hatalmas tárgy, ebben az esetben egy csillagfürt, energiát veszít, pályája lebomlik, és közel kerül a galaktikus központhoz.
Fraser: Azon kevés csillag, amelyet megtaláltál, és a csillagok nagy száma a galaxisban, elég nehéz feladat lehetett, hogy ezeket a srácokat nyomon kövessük. Milyen módszert használtál?
Brown: Igen, ez valójában ezúttal az egyik legizgalmasabb eredmény. Az első felfedezés egy évvel ezelőtt, az első hiperfejlesztési csillag után, ez valami vészjósló felfedezés volt. És ezúttal aktívan keresettük őket. A trükk az volt, hogy ezeknek a dolgoknak nagyon ritkáknak kell lenniük. A teoretikusok becslése szerint talán ezer csillag van az egész galaxisban. És a galaxis több mint 100 milliárd csillagot tartalmaz. Tehát úgy kellett néznünk, hogy elég jó esélyt találtunk arra, hogy többet találjunk róluk. És stratégiánk kettős volt. Az egyik az, hogy a Tejút szélén többnyire régi, törpe csillagok vannak. Csillagok, mint a Nap, vagy kevésbé vörös csillagok. Nincsenek fiatal, kék, hatalmas csillagok, és ez a fajta csillag, amelyet úgy döntöttünk, hogy keresünk; csillagok, amelyek fiatalok és világítóak, így messze láthatjuk őket, de ahol nem lehet ilyen csillag a galaxis szélén. A stratégia másik része halvány csillagok keresése volt. Minél távolabb mennek, annál kevesebb háttér-galaxis csillaggal kell szembenézniük. És annál valószínűbb, hogy a hiperképességű csillagokkal találkozik, szemben egy másik csillaggal, amely éppen a galaxist kering.
Fraser: És milyen módszerrel tudod megmondani, milyen gyorsan mozog a csillag?
Brown: Ehhez a csillag spektrumát kellett vennünk. Az arizonai 6,5 MMT távcsövet használva a csillagot az egyik jelölt csillagra mutattuk, és ebből a csillagból megkapjuk a fényt, és szivárvány-spektrumba helyezzük, és képet készítünk erről a spektrumról. És a csillagok hangulatában szereplő elemek ujjlenyomatként szolgálnak. Láthatjuk a hidrogén, a hélium és más elemek által okozott abszorpciós vonalakat. És a mozgások segítségével a hullámhosszok Doppler eltolódása - ebben az esetben a vörös eltolódás - azt mondta nekünk, hogy a csillagok milyen gyorsan távolodtak tőlünk. És a mintánkban a legtöbb csillag normál galaxis csillag volt; meglehetősen lassú sebességgel haladtak, majd ezek közül kettő meglehetősen gyors utazást hajtott végre, és ezt neveztük ki most.
Fraser: És mit gondol, ez mit mond nekünk a csillagok kialakulásáról, vagy a galaxis központjáról, vagy…
Brown: Nos, ez valójában ez a történet érdekes része ebben az időben. Most, amikor valóban van mintánk ezekből, ezek valóban egy új objektumkategória, ezek a hiperképességű csillagok, elkezdhetünk mondani valamit arról, honnan származnak, azaz a galaktikus központ. Ezek a csillagok egyedülállóan alkalmasak arra, hogy elmeséljék nekünk a galaktikus központban történt események történetét. Utazási idejük valamit mond nekünk a történelemről, a történésekről, hanem arról is, hogy milyen csillagokat látunk. Ebben az esetben ezek a fiatal, kék csillagok - ezek a 3-4 nap-tömeg csillagok - melyeket a csillagászok B típusú csillagoknak hívnak. Az a tény, hogy kettőt látottunk felmérési régiónkban, amelyeket az ég kb. 5% -ánál végeztünk, összhangban áll a csillagok átlagos eloszlásával, amelyet a galaxisban láttunk. De nem összeegyeztethető azzal, amit ezeknek a csillagoknak a csoportjai látnak a galaktikus központban. Tehát éppen az a csillagfajta, amelyet látsz, már kezd beszámolni nekünk a galaxisból kiürült népességről. Ebben az esetben nem úgy néz ki, mintha ezek a szupermasszív csillagcsoportok lennének, hanem inkább az átlagos csillag, amely a galaxison sétál.
Fraser: És ha lenne valamilyen szuper Hubble távcsöved a rendelkezésére, mit keresne?
Brown: Ó, meg akarjuk keresni ezen csillagok mozgását az égen. Tehát csak azt tudjuk, hogy a legkisebb sebességük-e. Az egyetlen dolog, amit meg tudunk mérni, a sebességük a látóvonalban ránk nézve. Amit nem tudunk, van-e sebesség az ég síkjában, az úgynevezett megfelelő mozgás. Ezt megteheti a Hubble használatával, ha van 3-5 éves kiindulási vonal, amellyel láthatja, hogy ezek a csillagok mozognak. Nagyon kicsi mozgásnak kell lennie. Ha lenne egy szuper Hubble, talán évente megnézheti. Szóval ezt nagyon érdekes tudni. Nem csak ez biztosan megmondja neked, hogy ezek valóban a galaktikus központból származnak, és nem másutt, hanem a pályáikból is. Ha pontosan tudta, hogyan mozognak, akkor a galaktika központjától való egyenes vonaltól való eltérés arról szól, hogy a galaxis gravitációja miként befolyásolta a pályájukat idővel. És ez is nagyon érdekes tudni.
Fraser: Igaz, hogy ez segítsen a sötét anyag eloszlásának megtervezésében.
Brown: Pontosan, pontosan. Tehát a csillagászok következtetnek a sötét anyag jelenlétére. Látjuk, hogy a csillagok gyorsabban keringnek a galaxison, mint amilyennek lennének kellene, csak azért, mert úgy tűnik, hogy tömeg van, ezért nem tudjuk beszámolni, hogy a pályán tartjuk őket. És ezt a sötét anyagot nehéz megérteni, hogyan oszlik meg a galaxis körül. De ezek a csillagok már a galaxis szélén vannak, és amint áthaladnak rajta, ez a zavar, a sötét anyag gravitációs vonzása, amikor ezek a dolgok galaxison haladnak, lassan összeadódnak. Tehát valójában megmérik ennek a sötét anyagnak az eloszlását, csak a pályájukon. Tehát ha meg tudná mérni a csillagok mintájának mozgását, akkor valójában elkezdi adni neked a sötét anyag eloszlását a galaxisban.
