تتصرف معظم النجوم في مجرتنا بشكل متوقع ، تدور حول مركز درب التبانة بسرعات تبلغ حوالي 100 كم / ثانية (62 ميل / ثانية). لكن بعض النجوم تحقق سرعات أكبر بكثير ، لدرجة أنها قادرة على الهروب من سحب الجاذبية للمجرة. تُعرف هذه النجوم بالنجوم الفائقة السرعة (HVS) ، وهو نوع نادر من النجوم يُعتقد أنه نتيجة تفاعلات مع ثقب أسود فائق الكتلة (SMBH).
إن وجود HVS هو شيء افترضه الفلكيون لأول مرة في أواخر الثمانينيات ، ولم يتم تحديد سوى 20 منهم حتى الآن. ولكن بفضل دراسة جديدة أجراها فريق من علماء الفلك الصينيين ، تمت إضافة نجمين جديدين للسرعة الفائقة إلى تلك القائمة. هذه النجوم ، التي تم تصنيفها LAMOST-HVS2 و LAMOST-HVS3 ، تسافر بسرعة تصل إلى 1000 كم / ثانية (620 ميل / ثانية) ويعتقد أنها نشأت في مركز مجرتنا.
ظهرت الدراسة التي تصف النتائج التي توصل إليها الفريق ، بعنوان "اكتشاف نجمتين جديدتين من فرط السرعة من استطلاعات LAMOST الطيفية" ، على الإنترنت مؤخرًا. اعتمد الفريق ، بقيادة يانغ هوانغ من معهد الجنوب الغربي لأبحاث الفلك في جامعة يوننان في كونمينغ ، الصين ، على بيانات من تلسكوب مطياف الألياف الطيفي متعدد الأغراض (Sky LAMOST) للكشف عن هذين النجمين الفائقين.
يقدر الفلكيون وجود 1000 HVS فقط داخل درب التبانة. بالنظر إلى أن هناك ما يصل إلى 200 مليار نجم في مجرتنا ، فإن هذا فقط 0.0000005٪ من سكان المجرة. في حين يُعتقد أن هذه النجوم تنشأ في وسط مجرتنا - من المفترض أنها نتيجة للتفاعل مع SMBH ، القوس A * - إلا أنها تمكنت من السفر بعيدًا ، وأحيانًا حتى الهروب من مجرتنا تمامًا.
ولهذا السبب بالذات ، يهتم الفلكيون بشدة بالـ HVS. نظرًا لسرعتها ، والمسافات الشديدة التي يمكن أن تغطيها ، فإن تتبعها وإنشاء قاعدة بيانات لتحركاتها يمكن أن توفر قيودًا على شكل هالة المادة المظلمة في مجرتنا. لذلك بدأ الدكتور هوانغ وزملاؤه يفحصون بيانات LAMOST للعثور على أدلة على HVS جديدة.
تقع في مقاطعة خبي ، شمال غرب الصين ، يتم تشغيل مرصد لاموست من قبل الأكاديمية الصينية للعلوم. على مدار خمس سنوات ، أجرى هذا المرصد مسحًا طيفيًا لعشرة ملايين نجم في مجرة درب التبانة ، بالإضافة إلى ملايين المجرات. في يونيو من عام 2017 ، أصدرت LAMOST إصدار البيانات الثالث (DR3) ، والذي تضمن أطياف تم الحصول عليها خلال المسح التجريبي والسنوات الثلاث الأولى من استطلاعات الرأي المنتظمة.
تحتوي DR3 على أطياف عالية الجودة من 4.66 مليون نجم والمعلمات النجمية لـ 3.17 مليون إضافية ، وهي حاليًا أكبر مجموعة طيفية عامة وكتالوج المعلمات النجمية في العالم. بالفعل ، تم استخدام بيانات LAMOST لتحديد نجم واحد مفرط السرعة ، نجم B1IV / V (تسلسل رئيسي تحت أزرق / subdwarf) كان 11 كتلة شمسية ، 13490 مرة مشرقة مثل شمسنا ، وكانت درجة حرارة فعالة 26000 كلفن (25727 درجة مئوية ؛ 46340 درجة فهرنهايت).
تم تعيين HVS هذا LAMOST-HSV1 ، تكريما للمرصد. بعد الكشف عن اثنين من HVSs الجديدة في بيانات LAMOST ، تم تعيين هذه النجوم على أنها LAMOST-HSV2 و LAMOST-HSV3. ومن المثير للاهتمام بما فيه الكفاية ، أن هذه HVSs المكتشفة حديثًا هي أيضًا أقواس فرعية تسلسلية زرقاء - أو نجمة من نوع B2V و B7V على التوالي.
في حين أن HSV2 هي 7.3 كتل شمسية ، هي 2399 مرة مضيئة مثل شمسنا ، ولها درجة حرارة فعالة 20،600 كلفن (20،327 درجة مئوية ؛ 36،620 درجة فهرنهايت) ، HSV3 هي 3.9 كتل شمسية ، 309 مرة مضيئة مثل الشمس ، و درجة حرارة فعالة تبلغ 14000 كلفن (24،740 درجة مئوية ؛ 44564 درجة فهرنهايت). درس الباحثون أيضًا الأصول المحتملة لجميع HVSs الثلاثة بناءً على مواقعها المكانية وأوقات الرحلات.
بالإضافة إلى اعتبار أنها نشأت في مركز درب التبانة ، فإنها تنظر أيضًا في إمكانيات بديلة. كما ذكروا في دراستهم:
“ترتبط جميع HVSs الثلاثة مكانيًا ببنى نجميّة شابة معروفة بالقرب من GC ، والتي تدعم أصل GC لها. ومع ذلك ، فإن اثنين منهم ، أي LAMOST-HVS1 و 2 ، لديهم أوقات حياة أصغر من أوقات رحلاتهم ، مما يشير إلى أنه ليس لديهم الوقت الكافي للسفر من GC إلى المواقف الحالية ما لم يكونوا متشردين أزرق (كما في حالة HVS HE 0437-5439). الطائرة الثالثة (LAMOST-HVS3) لها وقت حياة أكبر من وقت طيرانها وبالتالي ليس لديها هذه المشكلة.
بعبارة أخرى ، لا تزال أصول هذه النجوم غامضة. أبعد من فكرة أنهم تم تسريعهم من خلال التفاعل مع SMBH في مركز مجرتنا ، نظر الفريق أيضًا في الاحتمالات الأخرى التي اقترحت على مر السنين.
وكما ذكروا في هذه الدراسة ، فإن هذه "تشمل حطام المد لمجرة قزمة متراكمة ومتقطعة (عبادي وآخرون 2009) ، النجوم المصاحبة الباقية من انفجارات السوبرنوفا من النوع Ia (SNe Ia) (وانج وهان 2009) ، والنتيجة للتفاعل الديناميكي بين النجوم المتعددة (على سبيل المثال ، Gvaramadze وآخرون 2009) ، والهاربين الذين تم طردهم من سحابة Magellanic الكبيرة (LMC) ، بافتراض أن الأخيرة تستضيف MBH (Boubert وآخرون 2016). "
في المستقبل ، يشير هوانغ وزملاؤه إلى أن دراستهم ستستفيد من المعلومات الإضافية التي ستوفرها بعثة Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي يزعمون أنها ستلقي المزيد من الضوء على سلوك HVS ومن أين أتوا. كما ذكروا في استنتاجاتهم:
"ينبغي أن توفر قياسات الحركة الصحيحة الدقيقة القادمة من قبل Gaia قيودًا مباشرة على أصولها. أخيرًا ، نتوقع اكتشاف المزيد من HVSs من خلال المسوحات الطيفية الجارية LAMOST وبالتالي توفير المزيد من القيود على طبيعة وآليات طرد HVSs. "
