Naukowcy dowiedzieli się, jak mogą powstawać gwiazdy uciekające

Astronomowie lepiej zrozumieli, jak powstają gwiazdy uciekające, obserwując te szybko poruszające się masywne obiekty przemierzające Drogę Mleczną.

W ramach nowego badania, naukowcy z Institute of Cosmos Sciences of the University of Barcelona (ICCUB), Institute of Space Studies of Catalonia (IEEC) i Institute of Astrophysics of the Canary Islands (IAC), przeprowadzili najobszerniejsze jak dotąd obserwacje masywnych uciekających gwiazd, obejmujące analizę rotacji i możliwego występowania w parach tych obiektów. Pozwoliło to lepiej zrozumieć, w jaki sposób są one wyrzucane w przestrzeń kosmiczną i skąd mogły pochodzić. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics

Uciekające gwiazdy to, jak opisują astronomowie, gwiazdy, które poruszają się w przestrzeni kosmicznej z niezwykle dużą prędkością, oddalając się od miejsc, w których powstały. Przez długi czas sposób, w jaki te masywne obiekty osiągają tak duże prędkości, pozostawał tajemnicą dla naukowców, którzy zakładali dwa główne scenariusze – gwałtowne wyrzucenie gwiazdy, gdy jej towarzysz w układzie podwójnym eksploduje jako supernowa, lub grawitacyjny wystrzał podczas bliskich spotkań w gęstych, młodych gromadach gwiazd. Jednak dotychczas względny wpływ tych scenariuszy na wyjaśnienie powstawania masywnych gwiazd uciekających w Drodze Mlecznej nie był dobrze zrozumiały.

Korzystając z danych pozyskanych przez należącą do ESA sondę Gaia oraz informacji spektroskopowych pozyskanych w czasie projektu IACOB, który skupiał się na badaniu masywnych gwiazd, naukowcy przeanalizowali 214 gwiazd typu widmowego O, najmasywniejszych i najjaśniejszych obiektów gwiezdnych w Drodze Mlecznej. Aby zrozumieć ich pochodzenie astronomowie, połączyli pomiary prędkości obrotowej i binarności (czy gwiazda jest pojedyncza, czy stanowi część układu podwójnego) dla największej jak dotąd próbki gwiazd tego rodzaju znajdujących się w naszej galaktyce.

Analizy wskazały, że większość gwiazd uciekających obraca się powoli, ale te, które robiły to szybciej, były częściej powiązane z możliwym wyrzuceniem w trakcie wybuchu supernowych w układach podwójnych. Gwiazdy poruszające się z największymi prędkościami były zazwyczaj pojedyncze, co sugeruje, że zostały wyrzucone z młodych gromad w wyniku oddziaływań grawitacyjnych. Badacze stwierdzili również, że praktycznie ma gwiazd uciekających, które jednocześnie szybko by się poruszały i obracały, co wskazuje na możliwość różnych ścieżek ich powstawania.

Badacze zidentyfikowali również 12 układów podwójnych gwiazd uciekających, w tym trzy układy podwójne o dużej masie emitujące promieniowanie rentgenowskie (układy zawierające gwiazdy neutronowe lub czarne dziury) oraz trzy dodatkowe układy podwójne, które mogą z większym prawdopodobieństwem zawierać czarne dziury.

Masywne gwiazdy uciekające, to jak podkreślają astronomowie, nie są tylko kosmicznymi anomaliami, ale mają one również wpływ na ewolucję galaktyk. Podróżując przez przestrzeń, rozpraszają ciężkie pierwiastki i promieniowanie w ośrodku międzygwiazdowym, kształtując przyszłe pokolenia gwiazd i planet. Zrozumienie ich pochodzenia pomaga udoskonalić modele ewolucji gwiazd, wybuchów supernowych, a nawet powstawania źródeł fal grawitacyjnych.

Emil Gołoś