Naukowcy zbadali gwiazdę J0731+3717

Astronomowie odkryli nową gwiazdę w odległości około 4200 lat świetlnych od Ziemi. Oznaczona jako J0731+3717, została wyrzucona z gromady kulistej Messier 15 przez czarną dziurę o średniej masie.

Jak tłumaczą badacze, gromady kuliste (GC) to zbiory ciasno związanych gwiazd krążących wokół galaktyk. Dzięki nim astronomowie mogą lepiej poznać ewolucję gwiazd i galaktyk. W szczególności, gromady kuliste mogą pomóc badaczom lepiej zrozumieć historię formowania się i ewolucję galaktyk wczesnego typu, ponieważ ich pochodzenie wydaje się być ściśle związane z okresami intensywnego formowania się gwiazd.

Znajdująca się około 35 700 lat świetlnych od Ziemi Messier 15 (NGC 7078 lub M15), to jak wskazują naukowcy, gromada kulista o promieniu około 88 lat świetlnych i masie szacowanej na 560 tysięcy mas Słońca. Jest to jedna z najstarszych (około 12,5 miliarda lat) i najbardziej ubogich w metale galaktycznych gromad kulistych (o metaliczności około -2,25), a także jedna z najgęstszych gromad kulistych w naszej galaktyce. Badacze zakładają również, że w gromadzie znajduje się czarna dziura o średniej masie (IMBH) o szacowanej masie od 1700 do 3200 mas Słońca.

Astronomowie z University of Chinese Academy of Sciences, pod kierownictwem Yang Huanga przeprowadzili poszukiwania gwiazd o dużej prędkości (gwiazda poruszająca się z prędkością większą niż 65 km/s w stosunku do średniego ruchu gwiazd w sąsiedztwie Słońca, są one członkami galaktycznego halo, poruszającymi się po silnie eliptycznych orbitach wokół centrum galaktyki. Ich wysokie prędkości względne wynikają z faktu, że przechodzą przez dysk galaktyczny i nie dzielą rotacji Słońca i sąsiednich gwiazd wokół centrum galaktyki), które mogłyby zostać wyrzucone z gromady kulistej. Analizując dane głównie z Sloan Digital Sky Survey (SDSS) i satelity ESA Gaia, znaleźli obiecującego kandydata w Messier 15. Badanie zostało opublikowane w arXiv.

J0731+3717, zdaniem astronomów, ma całkowitą prędkość 418,71 km/s, masę około 0,69 masy Słońca i temperaturę około 5 700 stopni Celsjusza. Gwiazda, której wiek badacze oszacowali się na 13 miliardów lat, znajduje się około 4200 lat świetlnych od Ziemi i ma metaliczność na poziomie -2,23.

Badanie wykazało zdaniem astronomów, że podczas gdy J0731+3717 znajduje się obecnie 37 500 lat świetlnych od Messier 15, ich trajektorie wsteczne przecinają się ze sobą 21 milionów lat temu z prędkością względną 548 km/s i najbliższą odległością około 189 lat świetlnych. Odległość ta jest mniejsza niż promień pływowy Messier 15, który naukowcy oszacowali na 430 lat świetlnych.

Zdaniem astronomów J0731+3717 wykazuje rzadkie chemiczne odciski palców zgodne z tymi z Messier 15, a także ma podobną metaliczność i wiek do gromady. Dlatego badacze doszli do wniosku, że gwiazda była pierwotnie związana z Messier 15.

Naukowcy zakładają, że J0731+3717 została najprawdopodobniej wyrzucona z odległości nawet 1 AU (jednostki astronomicznej) do centrum Messier 15. Jak wskazują, wyrzucenie z tak dużą prędkością wymaga czarnej dziury o masie co najmniej 100 mas Słońca, co oznacza, że najprawdopodobniej odpowiada za to IMBH wewnątrz gromady.

Emil Gołoś