התגלו שני “כוכבים בורחים” חדשים

אסטרונומים מעריכים כי רק כאלף כוכבים מהירים מאוד נמצאים בשביל החלב. כלומר רק 0.0000005% מתוך 200 מיליארד הכוכבים בגלקסיה שלנו. מקורם של הכוכבים הללו במרכז הגלקסיה וההערכה היא שהם הועפו ממרכז הגלקסיה בשל קרבתם לחור השחור העל-מאסיבי שבמרכז הגלקסיה שלנו המכונה סגיטריוס A*. הם הצליחו להגיע רחוק, וחלקם אפילו ברחו מחוץ לגלקסיה.

רוב הכוכבים בגלקסיה שלנו מתנהגים באופן צפוי. הם מקיפים את מרכז שביל החלב במהירות של 100 קילומטרים לשניה, אבל מספר כוכבים הצליחו להגיע למהירויות גבוהות יותר באופן משמעותי, עד כדי כך שהם אפילו מסוגלים להימלט מכוח המשיכה של הגלקסיה. אלה ידועים כ”כוכבים בורחים” או כוכבים מהירים (HVS) (hypervelocity Stars), סוג נדיר של כוכבים, שמעריכים כי הם הועפו בשל קרבתם לחור השחור העל-מאסיבי שבמרכז הגלקסיה.

קיומם של כוכבים מהירים הועלה באופן תיאורטי בסוף שנות השמונים של המאה ה-20 ורק עשרים מהם זוהו עד כה. כעת הודות למחקר חדש של צוות אסטרונומים סיניים, נוספו לרשימה שני כוכבים חדשים. כוכבים אלה, אשר מכונים על שם סקר השמים שבו התגלו LAMOST-HVS2 ו LAMOST-HVS3, טסים במהירות של אלף קילומטרים לשניה, והם מעריכים שמקורם במרכז הגלקסיה שלנו.

החוקרים השתמשו בטלסקופ Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope (LAMOST) כדי לזהות את שני הכוכבים החדשים.
הכוכבים שנצפו בסקר השמים LAMOST במשך שלוש שנים. צילום: LAMOST

אסטרונומים מעריכים כי רק כאלף כוכבים מהירים מאוד נמצאים בשביל החלב. כלומר רק 0.0000005% מתוך 200 מיליארד הכוכבים בגלקסיה שלנו. מקורם של הכוכבים הללו במרכז הגלקסיה וההערכה היא שהם הועפו ממרכז הגלקסיה בשל קרבתם לחור השחור העל-מאסיבי שבמרכז הגלקסיה שלנו המכונה סגיטריוס A*. הם הצליחו להגיע רחוק, וחלקם אפילו ברחו מחוץ לגלקסיה.

מסיבה זו האסטרונומים מתעניינים כל כך ב-HVS. בהתחשב במהירות שלהם, ובמרחקים העצומים שהם יכולים לכסות – מעקב אחריהם ויצירת מסד נתונים של התנועות שלהם יכול לספק הסבריםעל הצורה של הילת החומר האפל המקיפה את הגלקסיה שלנו. לפיכך, ד”ר יאנג הואנג מהמכון הדרום מערבי למחקרים אסטרונומיים באוניברסיטת יונאן בקומינג שבסין ועמיתיו החלו לנפות את נתוני LAMOST כדי למצוא עדויות ל – HVS חדשים.

מצפה הכוכבים LAMOST הממוקם במחוז הביי שבצפון מערב סין, מופעל על ידי האקדמיה הסינית למדעים. במשך חמש שנים ערך מצפה כוכבים זה סקר ספקטרוסקופי של 10 מיליון כוכבים בשביל החלב, וכן מיליוני גלקסיות. ביוני 2017 פרסמה LAMOST את מהדורת הנתונים השלישית שלה (DR3), שכללה ספקטרה שהושגה במהלך סקר הפיילוט ושלוש השנים הראשונות של הסקרים הרגילים.

מאגר הנתונים מכיל ספקטרום באיכות גבוהה של 4.66 מיליון כוכבים ונתונים של 3.17 מיליון דולר כוכבים נוספים. DR3 הוא כיום הספקטרום הציבורי הגדול ביותר וקטלוג הנתונים הכוכביים הגדול בעולם. כבר השתמשו בנתוני LAMOST כדי לזהות כוכב מסוג B1IV / V (הכוכב הראשי ענק כחול והשני ננס) בעל 11 מאסות שמש ובהיר פי 13,500 מהשמש. הטמפרטורה שלו הגיעה ל-26 אלף מעלות קלווין.

כוכב זה זכה לכינוי LAMOST-HSV1, על שם) מצפה הכוכבים, ולכן שני הכוכבים יזכו למספרים הסידוריים הבאים. בעוד מסתו של HSV2 היא 7.3 מסות שמש, הוא זוהר פי 2399 מהשמש שלנו, ויש לו טמפרטורה של 20,600 מעלות קלווין. מסתו של HSV3 היא 3.9 מסות שמש והוא בהיר פי 309 ממנה. וטמפרטורה של 14,000 מעלות קלווין. החוקרים שקלו גם את המקורות האפשריים של כל שלושת ה-HVS על סמך המיקום המרחבי שלהם ואת הזמן שבו התחילו לנוע כלפי חוץ .
בנוסף על כך שמקורם במרכז שביל החלב, הם שוקלים אפשרויות חלופיות. כפי שהם אומרים במחקר שלהם: “שלושת ה-HVS קשורים מרחבית עם מבנים כוכביים ידועים ליד מרכז הגלקסיה, אשר תומך במוצא מרכז גלקטי. עבורם. עם זאת, לשניים מהם, LAMOST-HVS1 ו-2, יש תוחלת חיים קצרה מאשר משך הטיסה שלהם, כלומר ייתכן שאין להם מספיק זמן לנוע ממרכז הגלקסיה אל ממיקומם הנוכחי, אלא אם כן צבעם הכחול נובע מסיבה אחרת (כמו במקרה של HVS HE 0437-5439). לכוכב השלישי (LAMOST-HVS3) יש תוחלת חיים ארוכה יותר מזמן הטיסה שלו ולכן אין לו בעיה .
במילים אחרות, מקורות הכוכבים האלה הם עדיין בגדר תעלומה. מעבר לרעיון שהם הועפו בגלל מפגש עם החור השחור במרכז הגלקסיה שלנו, הצוות שקל גם אפשרויות אחרות שהועלו במשך השנים. בין היתר ייתכן שמדובר בפסולת של גלקסיה ננסית שנקרעה על ידי שביל החלב, כוכבים שורדים מפיצוצי סופרנובה מסוג Ia, תוצאה של מפגש דינמי בין כוכבים מרובים, וכן פליטים מהענן המגלני הגדול.

בעתיד, הואנג ועמיתיו מציינים כי המחקר שלהם יהנה ממידע נוסף שיסופק על ידי החללית GAIA של סוכנות החלל האירופית, אשר לטענתם ישפוך אור נוסף על האופן שבו מתנהגים כוכבים מהירים ומניין הם מגיעים. כפי שהם קובעים במסקנותיהם: “מדידות התנועה הנכונות המדויקות של החללית גאיה צריכות לספק נתונים ישירים על מקורותיהן. לבסוף, אנו מצפים שיותר כוכבים מהירים יתגלו על ידי סקרים טלסקופיים מתמשכים כדוגמת סקרי LAMOST ובכך לספק אילוצים נוספים על טבעם ומנגנוני הפליטה של כוכבים מהירים אלה.

למחקר המדעי