Hipersebességű ritkaság

602

Az olyan gyorsan mozgó csillagokat, melyek sebességük révén akár a Tejútrendszer elhagyására is képesek, HVS-eknek (Hyper-velocity star) nevezzük. Eredetük magyarázatát J. G. Hills írta le 1988-ban: eszerint, ha egy szupermasszív fekete lyuk található egy csillagokkal „zsúfolt” helyen (pl. a Galaxis magjában), akkor elképzelhető, hogy néhány csillag az erős gravitációs mező energiáját felhasználva gyorsul (hasonlóan néhány űrszonda bolygóközelítések során bekövetkező hintamanőveréhez), és így olyan nagy sebességre tesz szert, ami meghaladhatja a galaktikus szökési sebességet.

A hipersebességű csillagok megtalálása elég nehéz, mivel a színképekből csak a sebességek radiális komponenseit ismerhetjük meg, a teljes térbeli sebességeket nem. Ez magyarázza azt a tényt is, hogy bár az első elméletek több mint két évtizeddel ezelőtt megfogalmazódtak, az első ilyen csillagot csak 2005-ben fedezték fel. Jelenleg még mindig csak egy tucatnyi HVS-t ismerünk (ezek közül egyet, a HE 0437-5439 nevű csillagot a szomszédos Nagy Magellán-felhőben feltételezett fekete lyuk dobhatta ki).

A szakemberek úgy gondolták, hogy a fentebb vázolt magyarázat minden ismert HVS-re jól illik, azonban az A. Tillich (Dr. Remeis-Sternwarte Bamberg, Németország) és kollégái által tanulmányozott, SDSS J01365.91+242546.0 (röviden: J0136+2425) jelű objektum rácáfolni látszik erre. A szakemberek – kimérve a célobjektum pozícióit az azt tartalmazó összes csillagkatalógusban – meghatározták a J0136+2425 sajátmozgását, s ebből kiszámították a pontos térbeli sebességet, ami 587 km/s-nak adódott.

Az ismert HVS-ek legalább B-színképosztálybeli csillagok, azaz forróak, és viszonylag nagy, Napunkénál átlagosan 3-4-szer nagyobb tömeggel rendelkeznek. Ezekről a "tipikus" HVS-ekről korábbi vizsgálatok során bebizonyították, hogy nagy valószínűséggel (összhangban az elméleti képpel) a Tejútrendszer belső vidékeiről származnak. A J0136+2425 tömege ugyanakkor kisebb a vártnál (2,45 naptömeg), és felszíni hőmérséklete is alacsonyabb: ez az első, A-színképtípusba sorolt HVS.


Az ismert, különböző tömegű, hipersebességű csillagok (köztük pirossal a J0136+2425 jelű objektum) jelenlegi pozíciói és fejlődési útvonalai az effektív hőmérséklet és a felszíni gravitációs gyorsulás logaritmusának összefüggését bemutató diagramon (Schaller és munkatársai, 1992).

A fenti ábrán jól látható, hogy a J0136+2425 még így is inkább a tipikus hipersebességű csillagok közé tartozik, mint az átlagosnál jóval nagyobb tömegű, HD 271791 és HE 0437-5439 jelű égitestek. Az igazi meglepetést azonban a most tanulmányozott csillag pályájának időbeli nyomon követése szolgáltatta (lásd a lenti ábrát). Ez alapján jól látszik, hogy a J0136+2425 semmiképp sem származhat Galaxisunk középső részéből.

A zöld vonal a J0136+2425 pályáját jelzi, kékkel a galaxis korongja van felrajzolva (Tillich és munkatársai, 2009).

Hogy hogyan tett szert ekkora sebességre a csillag, egyelőre nyitott kérdés. Mivel nem a Galaxis közepéből származik, biztos nem az ott lévő szupernehéz fekete lyuk gravitációs mezőjéből nyert plusz energiát. Ugyanakkor a sebessége túl nagy ahhoz, hogy a HD 271791 esetében felvetett kettős szupernóva jelenség álljon a háttérben. Vagyis ezek szerint kell lennie még egy lehetséges magyarázatnak a HVS-ek születésére. A másik fő kérdés, hogy vajon a csillag 587 km/s-os sebessége valóban elegendő-e Galaxisunk elhagyására. Ezt pontosan csak akkor lehet majd megmondani, ha kellően jó becslésünk lesz a Tejútrendszer külső tartományának, az ún. halónak a tömegére.

Forrás:
Tillich és mtsai 2009, Astronomy & Astrophysics, 507, L37-L40

Hozzászólás

hozzászólás