Zespół astronomów wykorzystał zestaw danych z misji Gaia do szukania gwiazd wyrzucanych z dużymi prędkościami z Drogi Mlecznej. Jakie było ich zdziwienie, gdy zamiast tego, znaleźli gwiazdy szybko zmierzające do jej wnętrza – być może z innej galaktyki?
W kwietniu 2018 roku Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) wydała bezprecedensowy katalog ponad miliarda gwiazd uzyskanych dzięki misji Gaia. Astronomowie na całym świecie pracowali nieprzerwanie przez kilka ostatnich miesięcy, badając ten niezwykły zestaw danych v analizując właściwości i ruchy gwiazd w Galaktyce i poza nią z precyzją, jakiej dotąd nie osiągnięto, co doprowadziło do wielu nowych i intrygujących badań.
Droga Mleczna zawiera ponad 100 miliardów gwiazd. Większość zlokalizowana jest w dysku z gęstym zgrubieniem centralnym, w środku którego znajduje się supermasywna czarna dziura. Reszta z nich jest rozmieszczona w znacznie większym sferycznym halo. Gwiazdy krążą wokół Drogi Mlecznej z prędkością setek kilometrów na sekundę, a ich ruchy niosą wiele informacji o przeszłości Galaktyki. Najszybsza klasa gwiazd w naszej galaktyce nazywana jest superszybkimi gwiazdami, które rozpoczynają swoje życie w pobliżu centrum Galaktyki, aby następnie zostać wyrzucone w kierunku brzegu Drogi Mlecznej poprzez oddziaływania z czarną dziurą. Tylko niewielka ilość superszybkich gwiazd zostanie kiedykolwiek odkryta, a opublikowane niedawno drugie wydanie danych zebranych przez misję Gaia stanowi wyjątkową okazję do znalezienia ich w większej ilości.
Dla 1,3 miliarda gwiazd Gaia mierzy pozycje, paralaksy i ruchy na płaszczyźnie nieba w dwóch wymiarach (2D). Dla siedmiu milionów najjaśniejszych z nich mierzono także, jak szybko zbliżają się one do nas lub oddalają. Spośród siedmiu milionów gwiazd zbadanych przez misję Gaia, z pomiarami prędkości całkowicie w 3D, astronomowie znaleźli 20, które mogą podróżować wystarczająco szybko, aby w końcu mogły uciec z Drogi Mlecznej.
Elena Maria Rossi, jedna z autorek badania, wraz z kolegami, którzy w ubiegłym roku odkryli garstkę superszybkich gwiazd w badaniu opartym na danych z pierwszego wydania Gai, byli mile zaskoczeni, ponieważ mieli nadzieję znaleźć co najwyżej jedną gwiazdę, która uciekła z Galaktyki, spośród tych siedmiu milionów. I jest coś więcej. Zamiast oddalać się od centrum Galaktyki, większość superszybkich gwiazd, które zauważyliśmy, wydaje się zmierzać w kierunku centrum – mówi współautor badania, Tommaso Marchetti. Mogą to być gwiazdy z innej galaktyki, zbliżające się do Drogi Mlecznej.
Możliwe jest, że ci międzygalaktyczni intruzi pochodzą z Wielkiego Obłoku Magellana, względnie małej galaktyki krążącej wokół Drogi Mlecznej, lub z jeszcze odleglejszej galaktyki. Jeżeli tak jest, noszą ze sobą ślad miejsca swojego pochodzenia, a badanie ich na znacznie bliższych odległościach niż ich macierzysta galaktyka, może dostarczyć bezprecedensowych informacji na temat natury gwiazd w innej galaktyce. Gwiazdy mogą być przyspieszane do tak dużych prędkości, gdy oddziałują z supermasywną czarną dziurą. Obecność tych gwiazd może być oznaką obecności takich czarnych dziur w galaktykach. Ale gwiazdy mogły być też kiedyś częścią układu podwójnego i zostać rzucone w kierunku Drogi Mlecznej, gdy gwiazda-towarzysz eksplodowała jako supernowa. Tak czy inaczej – badanie ich może powiedzieć nam więcej o tego rodzaju procesach w pobliskich galaktykach.
Alternatywne wyjaśnienie jest takie, że te nowo zidentyfikowane superszybkie gwiazdy mogą pochodzić z halo Galaktyki i zostały przyspieszone i popchnięte do wewnątrz poprzez oddziaływanie z jedną z galaktyk karłowatych ściąganych w kierunku Drogi Mlecznej w trakcie jej powstawania. Dodatkowe informacje o wieku i składzie gwiazd mogą pomóc astronomom wyjaśnić ich pochodzenie.
Gwiazda z halo Drogi Mlecznej jest prawdopodobnie dość stara i składa się głównie z wodoru, podczas gdy gwiazdy z innych galaktyk mogą zawierać dużo cięższych pierwiastków.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej:
Gaia Spots Stars Flying Between Galaxies
Źródło: ESA
Na zdjęciu: Pozycje i zrekonstruowane orbity 20 gwiazd o dużej prędkości na tle Drogi Mlecznej. Źródło: ESA (wizja artystyczna i kompozycja); Marchetti i inni 2018 (pozycje gwiazd i trajektorie); NASA/ESA/Hubble (galaktyka tła),CC BY-SA 3.0 IGO
