Mlečni put ne može da zadrži sve svoje zvezde. Neki od njih bivaju izbačeni u međugalaktički prostor i provode svoje živote na neizvesnom putovanju. Tim astronoma je pobliže pogledao najmasovnije od ovih odbeglih zvezda da bi video šta mogu da otkriju kako bivaju izbačene.
Kada astronomi posmatraju polje zvezda u Mlečnom putu, jedna od stvari koje mere je raspodela brzina. Ukupna distribucija brzina zvezdane populacije odražava rotaciju galaksije. A kada zvezda nije usklađena sa rotacijom galaksije, ona privlači pažnju astronoma.
Tim astronoma koji je radio sa dva kataloga masivnih zvezda otkrio je čitavu gomilu zvezda koje se kreću drugačije od galaksije. To su zvezde odbegle koje su na putu iz galaksije.
Nova otkrića nalaze se u radu pod naslovom „Galaktičke odbegle O i Be zvezde pronađene pomoću Gaia DR3“. Predstoji u časopisu Astronomija i astrofizika, a glavni autor je Mar Carretero Castrillo, postdiplomski istraživač na Odeljenju za kvantnu fiziku i astrofiziku, Instituta kosmosnih nauka Univerziteta u Barseloni.
Castrillo i njene kolege su svoj rad zasnovale na dva zvezdana kataloga. To su Galaktički O-Star katalog (GOSC) i Be Star Spectra (BeSS). Oboje su katalozi različitih tipova masivnih zvezda: zvezda O-tipa i zvezda Be-tipa, i njihovih podtipova.
Istraživači su takođe koristili podatke iz Gaie, moćne svemirske letelice ESA za merenje zvezda. Koristi astrometriju za merenje položaja, rastojanja i kretanja jedne milijarde zvezda. Gajina misija menja astronomiju pružanjem tačnih, robusnih podataka koje drugi istraživači mogu da koriste u sopstvenim istraživanjima. Ovaj rad je zasnovan na kombinaciji Gaia podataka i podataka iz dva kataloga.
Niko ne zna koliko je odbeglih zvezda na putu iz naše galaksije, ali astronomi nastavljaju da ih pronalaze. Neke procene kažu da 10 miliona zvezda beži sa Mlečnog puta, ali ne znamo sa sigurnošću. Možda zavisi od mehanizma koji ih tera, a to je nešto što astrofizičari ne razumeju u potpunosti.
Ova studija ima za cilj da baci malo svetla na fenomen odbegle zvezde posmatrajući posebno masivne zvezde.
„Relevantni deo masivnih zvezda su zvezde odbegle. Ove zvezde se kreću značajnom specifičnom brzinom u odnosu na svoje okruženje“, objašnjavaju autori. Oni su krenuli da otkriju i karakterišu odbegle masivne zvezde ranog tipa u oba kataloga ispitivanjem podataka Gaje.
„Masivne OB zvezde ranog tipa su najsjajnije zvezde na Mlečnom putu“, objašnjavaju oni. OB zvezde nisu samo masivne i mlade, već su i izuzetno zgodne. Oni se formiraju u labavo organizovanim grupama jedna sa drugom koja se naziva OB asocijacije. Zato što su mladi i zgodni, ne traju dugo. Oni su važni u astronomiji jer su tako masivni i energični i zato što mnogi od njih eksplodiraju kao supernove. Zato postoje specifični katalozi posvećeni njima.
Tim je uporedio Gaia podatke sa GOSC i BeSS katalozima i došao do 417 zvezda O-tipa i 1335 zvezda Be-tipa prisutnih u Gaia-i i katalozima, respektivno. Od toga su pronašli 106 odbeglih zvezda tipa O, što je 25,4% zvezda u GOSC katalogu. Njih 42 su nedavno identifikovane.
Pronašli su 69 odbeglih zvezda Be, što predstavlja 5,2% zvezda u katalogu zvezda Be tipa. Četrdeset sedam od njih je nedavno identifikovano. Sve u svemu, zvezde tipa O kreću se brže od zvezda tipa Be.
Zašto masivne zvezde čine tako visok udeo odbeglih zvezda? Postoje dve konkurentske teorije koje pokušavaju da objasne zvezde odbegle, a obe uključuju masivne zvezde. Jedan je scenario dinamičkog izbacivanja (DES), a drugi scenario binarne supernove (BSS).
OB zvezde se često formiraju u binarnim parovima. U BSS, jedna zvezda eksplodira kao supernova, a eksplozija šutne drugu zvezdu. Ako je situacija ispravna, preživeloj zvezdi se daje dovoljno energije u pravom smeru da može da pobegne iz svoje veze sa svojim partnerom, koji je sada neutronska zvezda ili crna rupa. Takođe može da izbegne gravitaciono privlačenje Mlečnog puta. Ako se to dogodi, počinje svoje dugo putovanje u međugalaktički prostor.
U DES-u nema dramatične eksplozije supernove. Umesto toga, zvezda u kompaktnom, gusto zbijenom regionu doživljava gravitacione interakcije sa drugim zvezdama. Susreti između binarnih i pojedinačnih zvezda mogu proizvesti bekstvo, kao i susreti između dva binarna para. OB asocijacije u kojima zvezde tipa O i B imaju tendenciju da se formiraju su tipovi gustog okruženja koji mogu pokrenuti zvezde odbegle. Pošto je većina ovih zvezda masivna, većina odbeglih zvezda je takođe.
Naučnici se decenijama pitaju o ova dva scenarija i raspravljaju o njima. Oba scenarija mogu proizvesti zvezde sa dovoljnom brzinom da pobegnu iz galaksije. Proučavajući njihov uzorak od 175 odbeglih zvezda, istraživači su otkrili da njihovi podaci favorizuju jedno objašnjenje u odnosu na drugo.
„Veći procenti i veće brzine pronađene za O-tip u poređenju sa bekstvima tipa Be naglašavaju da je scenario dinamičkog izbacivanja verovatniji od scenarija binarne supernove“, pišu oni.
Procenti spektralnih tipova predstavljenih u odbeglim zvezdama pomažu da se objasni njihov zaključak. 25% zvezda O-tipa u njihovom uzorku su begunce naspram 5% zvezda Be-tipa. Druge studije su došle do različitih brojeva, ali kako autori ističu, „postoji saglasnost u smislu da je procenat odbeglih O zvezda znatno veći nego kod B ili Be zvezda“.
Prethodna istraživanja pokazuju da zvezde odbegle O-tipa imaju veće brzine nego zvezde tipa B i Be. Prethodna istraživanja takođe pokazuju da dinamičko izbacivanje često rezultira bržim, masivnijim bekstvom od scenarija binarne supernove. „Zvezde GOSC-Gaia DR3 generalno imaju veće brzine od onih u BeSS-Gaia DR3“, objašnjavaju autori, što je u skladu sa prethodnim istraživanjem.
„Ovo pojačava dominaciju scenarija DES-a nad scenarijem BSS“, zaključuju oni.
