بين الحين والآخر ، يخرج درب التبانة نجمًا. عادةً ما يتم طرد النجم الذي تم طرده من المنطقة الفوضوية في مركز المجرة ، حيث يعيش ثقبنا الأسود الضخم الفائق (SMBH). ولكن تم طرد واحد منهم على الأقل من القرص المجري الهادئ نسبيًا ، وهو اكتشاف أعاد علماء الفلك التفكير في ظاهرة طرد النجوم بأكملها.
"هذا الاكتشاف يغير بشكل كبير وجهة نظرنا حول أصل النجوم سريعة الحركة."
مونيكا فالوري ، أستاذة البحوث ، قسم الفلك في كلية U-M للأدب والعلوم والفنون.
النجم المعني هو نجم سريع الحركة ، أو ما يُسمى أيضًا بنجم السرعة الفائقة. النجوم الفائقة السرعة نادرة في مجرتنا. تم اكتشاف أول واحد في عام 2005 ، واكتشف الباحثون حتى الآن أقل من 30 منهم. إنهم يسافرون بسرعة تزيد عن مليون ميل في الساعة ، أو 500 كيلومتر في الثانية ، أي أسرع مرتين من النجوم الأخرى ، ويستغرق الأمر كمية هائلة من الطاقة لدفعهم إلى هذه السرعة.
لفهم ما يحدث ، ألق نظرة على الهيكل العام لدرب التبانة.
يقع انتفاخ المجرة في المنتصف ، وفي أعماق قلب هذا الانتفاخ يوجد SMBH لمجرتنا ، القوس A * (Sag. A-star.) ينتشر حوله القرص المجري ، المكون من الأذرع الحلزونية للمجرة. أقل أهمية في هذه الدراسة هي الهالة النجمية والعناقيد الكروية.
عندما يتم طرد نجم من المجرة ، يكون عادة نجمًا من زوج ثنائي. يعتقد العلماء أنه مع اقتراب الزوج الثنائي من SMBH وجاذبيته الساحقة ، يلتقط الثقب أحد النجوم. يتم إطلاق النجم الآخر على الفضاء في "مقلاع الجاذبية". يجب أن يكون الثقب الأسود ثقيلًا للغاية ، لأن لديهم فقط جاذبية قوية بما يكفي لتسريع هذه النجوم الهاربة إلى هذه السرعات العالية.
لكن الباحثين من جامعة ميشيغان حددوا نجمًا مفرط السرعة يبدو أنه تم طرده من القرص النجمي بدلاً من انتفاخ المجرة.
تعقبت مونيكا فالوري وكوهي هاتوري نجمة فائقة السرعة تسمى
LAMOST-HVS1 ، نجم فائق السرعة أقرب إلى الشمس من أي مكان آخر. استخدموا أحد مقاريب ماجلان لقياس سرعة النجم وموقعه. ثم انضموا إلى زملاء آخرين ودمجوا بياناتهم مع بيانات من مهمة Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية لتتبع مسار السرعة الفائقة إلى أصله. فوجئوا عندما لم يكن أصل النجم هو الانتفاخ ، ولكن القرص المجري.
قالت مونيكا فالوري ، الأستاذة الباحثة في قسم الفلك بكلية الآداب والعلوم والفنون في جامعة كاليفورنيا ، "هذا الاكتشاف يغير بشكل كبير وجهة نظرنا حول أصل النجوم سريعة الحركة". "حقيقة أن مسار هذا النجم الضخم سريع الحركة ينشأ في القرص بدلاً من ذلك في مركز المجرة يشير إلى أن البيئات المتطرفة للغاية اللازمة لإخراج النجوم سريعة الحركة يمكن أن تنشأ في أماكن أخرى غير حول الثقوب السوداء الهائلة."
"علينا أن ننظر في الاحتمالات الأخرى لأصل النجم."
كوهي هاتوري ، باحث ما بعد الدكتوراه ، جامعة ميشيغان.
"اعتقدنا أن هذا النجم جاء من مركز المجرة. وقال هاتوري: "إذا نظرت إلى مسارها ، فمن الواضح أن ذلك لا يرتبط بمركز المجرة". "علينا أن ننظر في الاحتمالات الأخرى لأصل النجم."
ماذا ستكون هذه الاحتمالات؟
المؤلفون ليسوا متأكدين في هذه المرحلة. أحد الاحتمالات هو لقاء من نوع مختلف. ربما يكون النجم الهارب قد واجه مجموعة كاملة من النجوم الضخمة الأخرى ، وتم طرده من خلال تفاعل معقد للجاذبية.
خلق هذا النوع من المواجهات نجومًا هاربة في الماضي. ولكن لا شيء يسافر بسرعة LAMOST-HVS1. تم تسجيل هروب العنقود النجمي بسرعة 40-100 كم / ثانية (25-62 ميل / ثانية) ، ولكن لم يقترب أي منها من 500 كم / ثانية التي يسافر بها هذا النجم.
الاحتمال الآخر الأكثر غرابة هو الثقب الأسود. قد تكون هناك ثقوب سوداء وسيطة أخرى في القرص المجري مع جاذبية كافية لإخراج النجم إلى الفضاء. لكن هذا ليس أكثر من مجرد تخمين.
إذا كانت الكتلة النجمية التي أخرجت LAMOST-HVS1 ، فهي لم يرها أحد حتى الآن. جاء النجم المفرط السرعة من الذراع اللولبي نورما ، وهي منطقة غير مرتبطة بأي عناقيد نجمية ضخمة معروفة. ومع ذلك ، فإن هذه المنطقة تحجبها الغبار جيدًا. يمكن أن يكون هناك كتلة بها كتلة كافية لإخراج النجم.
إذا تمكن الفلكيون من العثور على مجموعة ضخمة هناك ، فقد يظهر أن كل النجوم الفائقة السرعة تم طردها من لقاءات مع مجموعات ضخمة ، ولا علاقة لـ SMBH به. أو ، تحمل معي هنا ، يمكن أن يكون لمجموعة النجوم الضخمة ثقب أسود متوسط في مركزها ، قوي بما يكفي لإخراج النجم.
على الرغم من ذلك ، لا يزال أصل LAMOST-HVS1 غير مؤكد.
مصادر:
- بيان صحفي: أكد باحثو U-M أن نجمًا هاربًا للغاية هرب من قرص درب التبانة
- ورقة بحثية: أصل نجم Subgiant Hyper-Runaway الضخم LAMOST-HVS1: التضمين من جايا - مطيافية المتابعة
