Przejdź do treści

Gaia zauważa gwiazdy unoszące się między galaktykami

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 w kierunku do wewnątrz – być może z innej galaktyki?

W kwietniu b.r. ESA wydała bezprecedensowy katalog ponad miliarda gwiazd uzyskanych z Gaia. Astronomowie na całym świecie pracowali nieprzerwanie przez kilka ostatnich miesięcy, badając ten niezwykły zestaw danych, 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 mld 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 prędkościami 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 Gaia stanowi wyjątkową okazję do znalezienia ich w większej ilości.

Dla 1,3 mld 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 z Gaia, z pomiarami prędkości całkowicie w 3D, astronomowie znaleźli 20, które mogą podróżować wystarczająco szybko, aby w końcu 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 7 mln. I jest coś więcej.

„Zamiast oddalać się od centrum Galaktyki, większość superszybkich gwiazd, które zauważyliśmy, wydaje się zmierzać w kierunku centrum” – dodaje współautor 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 mogą pochodzić 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, 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, przyspieszone i popchnięte do wewnątrz poprzez oddziaływanie z jedną z galaktyk karłowatych ściąganych w kierunku Drogi Mlecznej w trakcie historii jej tworzenia się. 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