Stea fugitivă

O stea fugitivă , o stea fugitivă , este o  stea care se mișcă cu o viteză anormal de mare în raport cu mediul interstelar înconjurător [1] . Mișcarea adecvată a unei astfel de stele este adesea indicată tocmai în legătură cu asociația stelară , din care odată trebuia să fie membru înainte de a fi aruncată din ea. Soarele nostru este doar una dintre cele 400 de miliarde de stele din galaxia noastră - Calea Lactee . Galaxia se rotește lent, făcând o rotație la fiecare 250 de milioane de ani. Majoritatea stelelor din Calea Lactee țin pasul cu rotația sa lentă: viteza Soarelui, de exemplu, în raport cu alte stele este de 19,4 km/s. Dar există și „stele fugitive” în Galaxie: viteza lor în raport cu alte stele este de până la 200 km/s [2] . Aproximativ 10-30% dintre stelele din clasa spectrală O și 5-10% din toate stelele din clasa spectrală B au viteze de acest ordin [3] . Toți sunt locuitori relativ tineri ai Galaxiei - cu o vârstă de până la 50 de milioane de ani, iar în acest timp parcurg distanțe relativ mici în spațiu - de la sute de parsec până la câțiva kiloparsec, așa că uneori este posibil să se determine clusterul în care au. s- au născut [2] .

Cea mai mare viteză din galaxia noastră este cunoscută pentru stelele S5-HVS1 (1700 km/s [4] ) și US 708 (1200 km/s [5] ).

Stele fugare și șocul arcului

Unele stele fugare produc o undă de șoc la prova de materie comprimată, care este foarte asemănătoare cu șocul de prova din jurul unei bărci care plutește pe apă. Această undă este de aceeași natură fizică ca și unda de șoc în aer generată de un avion de luptă cu reacție . Când o stea fugară se deplasează cu viteză mare prin mediul interstelar (un amestec foarte subțire de gaz și praf) la viteze supersonice , materia interstelară devine vizibilă sub forma unui șoc de arc. Termenul „ viteză supersonică ” înseamnă că viteza unui obiect în mișcare este mai mare decât viteza sunetului în mediu. În timp ce în stratul inferior al atmosferei Pământului această viteză este de aproximativ 330 m / s, atunci în spațiul interstelar aproape gol valoarea sa este de aproximativ 10 km / s.[ specificați ] . Astfel, detectarea unui șoc de arc în jurul unei stele OB înseamnă că aceasta se mișcă cu viteză supersonică și, astfel, poate fi identificată în mod fiabil ca o stea fugară, chiar dacă viteza sa nu a fost măsurată direct [6] .

Stele fugitive din apropiere și principalele lor caracteristici

La o distanță de 750 pc de Soare, sunt cunoscute 56 de stele fugare. Aceste stele aproape că nu diferă de restul stelelor componentei disc a Galaxiei în toți parametrii lor, cu excepția vitezei spațiale mari. Patru stele din acest grup au mase peste 25 de mase solare (pentru aceste stele, masa este determinată de forma spectrului cu o precizie nu foarte mare) [7] :

Nume Masă, M ⊙ Viteza, km/s
ξ Perseus 33 65
HD 64760 25-35 31
ζ Hrănire 67 62
λ Cephei 40-65 74

Acum se presupune că astfel de stele se formează fie în timpul evoluției dinamice a clusterelor și a asociațiilor în care s-au născut (motivul cel mai probabil este o abordare triplă apropiată), fie ca urmare a dezintegrarii unui sistem binar în timpul exploziei unei supernove . , când o stea care alergă primește un impuls inițial în timpul exploziei unei stele însoțitoare [7] . În timp ce ambele mecanisme sunt teoretic posibile, astronomii în practică tind să încline spre ipoteza exploziei supernovei . R. Hoogerwerf și colegii de la Observatorul Leiden din Țările de Jos au folosit date de la satelitul Hipparcos pentru a urmări mișcarea a 56 de stele fugare de-a lungul timpului și au găsit dovezi care susțin ambele teorii [8] . Autorii au urmărit mișcarea acestor stele în galaxie și pentru majoritatea dintre ele (inclusiv toate cele 4 masive) au descoperit când și din ce asociere au zburat aceste stele, precum și care dintre cele două posibile mecanisme de ejectare a funcționat pentru fiecare stea în particular ( majoritatea stelelor au fost ejectate la decăderea dublelor). Cel mai probabil, toate cele patru stele masive fugare și-au dobândit viteza spațială mare ca urmare a exploziilor de supernove în sisteme binare . Autorii oferă mai multe argumente în favoarea unei astfel de concluzii [8] :

Determinarea raportului procentual al primului și celui de-al doilea mecanism în formarea stelelor fugare impune restricții puternice asupra teoriilor formării clusterelor și evoluției stelare. Simulările numerice efectuate în 2000 au arătat [8] că numărul de stele evadate poate ajuta la determinarea, de exemplu, a numărului de perechi binare născute în clustere. Vitezele radiale au fost măsurate pentru doar o treime din stelele O-B din catalogul Hipparcos . Conform datelor disponibile, se poate spune că ambele mecanisme sunt aproximativ echivalente. Odată cu creșterea numărului de stele fugare, pentru care se va determina viteza și poziția în spațiu, va fi posibil să se găsească clusterele lor părinte, precum și vârsta și vitezele lor inițiale [7] .

Runaway Star α Giraffe

Steaua este situată în constelația Girafei și se află la patru mii de ani lumină distanță de Pământ . Masa sa depășește masa Soarelui de 25-30 de ori, este de cinci ori mai fierbinte decât Soarele (temperatura sa este de 30 de mii de grade) și de cinci sute de mii de ori mai strălucitoare decât Soarele . Steaua fugară α Girafa creează un șoc de arc , care se propagă cu o viteză de 60 km/s și comprimă mediul interstelar în calea sa. Unda capului este la aproximativ zece ani lumină distanță de stea însăși . Steaua emite, de asemenea, un vânt stelar puternic . Astronomii au crezut de mult că α Girafa a fost ejectată dintr-un grup din apropiere de stele tinere fierbinți din cauza interacțiunilor gravitaționale cu alți membri ai clusterului. Conform unei alte ipoteze, steaua ar putea dobândi viteză (făcând zburarea din sistemul binar) ca urmare a exploziei unei stele însoțitoare masive ca supernovă [9] .

Steaua fugară ζ Ophiuchus

Pe măsură ce ζ se mișcă , Ophiuchus formează o undă arcuită de materie interstelară în fața sa, care este perfect vizibilă în această imagine colorată în infraroșu realizată de nava spațială WISE . Într-o fotografie în culori false, ζ Ophiuchi arată albăstrui. Este situat în apropierea centrului imaginii și se mișcă în sus cu o viteză de 24 km/s. Masa stelei este de 20 de ori mai mare decât a soarelui . Un vânt stelar puternic zboară înaintea stelei, comprimând și încălzind materia interstelară și formând o undă de șoc în arc . În jur sunt nori de materie relativ neperturbată. Probabil ζ Ophiuchi a fost cândva membru al unui sistem stelar binar, însoțitorul său era mult mai masiv și și-a încheiat calea vieții mai devreme. Când steaua însoțitoare a explodat ca o supernovă , pierzând în mod catastrofal masa în acest proces, ζ Ophiuchus a fost îndepărtat de sistem. ζ Ophiuchus este situat la o distanță de 460 de ani lumină de noi. Luminozitatea sa este de 65.000 de ori mai strălucitoare decât Soarele . Ar fi una dintre cele mai strălucitoare stele de pe cer dacă nu ar fi înconjurată de un mediu dens, care absoarbe lumina. Această fotografie, realizată de telescopul WISE, se întinde pe 1,5 grade , care acoperă aproximativ 12 ani lumină [10] .

Runaway Star AE Aurigae

AE Aurigae  este o stea strălucitoare chiar dedesubt și din stânga centrului acestui portret colorat al IC 405 , cunoscută și sub numele de Nebuloasa Steaua Flaming [12] . Înconjurată de un nor cosmic, o stea variabilă fierbinte de tip spectral O, cu radiația sa energetică, face ca hidrogenul situat de-a lungul filamentelor de gaz să strălucească. Lumina albastră a unei stele se reflectă în praful interstelar . Steaua AE Aurigae s-a născut într-un nor complet diferit de care luminează. Restabilind mișcarea stelei în spațiu, astronomii au ajuns la concluzia că cel mai probabil s-a născut în Nebuloasa Orion cu aproximativ 2,7 milioane de ani în urmă [13] . Interacțiunile gravitaționale cu stelele din apropiere în urmă cu mai bine de două milioane de ani l-au scos din locurile sale natale împreună cu o altă stea O - μ Dove . Stelele fugare au plutit în direcții diferite, îndepărtându-se unele de altele cu 200 km/s. În prezent, distanța unghiulară dintre ele este de 70º [3] .

Stele fugare din asociația OB1 a lui Orion

În asociația OB1 Orion sunt cunoscute trei stele alergătoare - pe lângă AE Aurigae și μ Dove , și 53 Berbec [14] . Primele două sunt aproape identice ca culoare, masă și vârstă și se deplasează cu viteze de până la 100 km/s fiecare, părăsind asociația OB1 Orion în urmă cu 2,5 milioane de ani. Astronomii Blaau și Morgan au sugerat în 1954 [15] că ambele stele au dobândit o viteză atât de mare din cauza unui singur eveniment. Gies și Bolton în 1986 au concluzionat [16] că AE Aurigae , μ Dove și o pereche de stele masive cu excentricități orbitale mari numite ι Orionis (giganți O și B) sunt rezultatul unei interacțiuni două câte două, care și a cauzat apariția stelelor alergătoare. Nici AE Aurigae , nici μ Dove nu au prezentat semne de schimb de masă în trecut (acest lucru este judecat după cantitatea de heliu ), ceea ce înseamnă că scenariul dinamic este cel mai probabil motivul pentru care aceste două stele sunt ejectate din cluster. Cercetătorii, după ce au extrapolat în trecut, au descoperit că stelele au fost ejectate din Trapezul lui Orion cu aproximativ 2,7 milioane de ani în urmă [12] .

Explozie de supernova în grupul Scorpionului de Sus

În 1952, Blaau a descoperit [17] că Zeta Ophiuchi a aparținut cândva asociației OB2 Scorpio . Ar fi putut decola fie din grupul Upper Scorpion acum 1 milion de ani, fie din grupul Upper Centauri-Wolf acum 3 milioane de ani. Proprietățile lui ζ Ophiuchus (cum ar fi cantitatea de heliu și viteza de rotație ) indică faptul că a fost cândva parte a unui sistem binar apropiat . Astronomii au testat pulsari radio pe o rază de 1 kpc ,  rămășițe de supernovă pentru care mișcările lor relative pot fi măsurate în mod fiabil. Drept urmare, a fost descoperit pulsarul PSR J193211059 , vechi de până la 3 milioane de ani, care a părăsit grupul Scorpionului Superior acum 1 milion de ani cu o viteză radială de aproximativ 200 km/s. Toate acestea au dat o confirmare puternică că au fost odată un cuplu, iar steaua care exploda l-a aruncat pe ζ Ophiuchus într-o direcție și ea însăși a zburat în cealaltă.

Evoluția stelară într-un sistem binar. Sateliți compacti de stele fugare

Aproximativ jumătate dintre stelele OB cunoscute sunt membre ale sistemelor binare. Scenariile evolutive moderne pentru astfel de sisteme au fost dezvoltate de Ed van den Heuvel [18] . El și-a dat seama că în timpul evoluției unui sistem binar apropiat , există o fază de transfer intens de masă, în urma căreia materia curge de la o stea grea la însoțitorul ei mai ușor. Acest lucru are implicații importante pentru dezvoltarea ulterioară a sistemului. Transferul de masă are loc timp de câteva milioane de ani sau chiar mai puțin dacă steaua grea și, prin urmare, cea mai rapidă dezvoltare crește în dimensiune și devine o supergigantă , de multe ori mai mare decât Soarele nostru. Rata transferului de materie poate deveni atât de mare încât această stea inițial grea devine în cele din urmă mai ușoară decât însoțitorul ei. Etapa de transfer de masă nu va schimba soarta finală a supergigantului și va fi totuși prima dintre cele două care va exploda ca o supernovă . Totuși, un rezultat important al procesului de transfer de masă va fi că rămășița centrală după o explozie de supernovă , adică o stea neutronică sau o gaură neagră , va rămâne legată gravitațional și va rămâne pe orbită în jurul stelei OB, chiar și după ce aceasta a câștigat un nivel ridicat. viteza de evacuare.

Astfel, din ceea ce se știe despre evoluția stelelor grele în sisteme binare, o stea OB care a fost ejectată din asocierea OB printr-o explozie de supernovă trebuie să fie însoțită de un rest stelar compact. Cu toate acestea, în trecut, mulți astronomi au examinat cu atenție stelele OB fugare pentru prezența unei stele neutronice sau a unei găuri negre , dar nu a fost găsit nimic de acest fel. Acest rezultat negativ observațional nu susține, evident, scenariul supernovei . Dar, pe baza noilor observații, o echipă de astronomi condusă de Lex Kaper de la ESO a descoperit [19] că sistemul binar cunoscut Vela X-1 , constând dintr-o stea OB și o stea neutronă, are toate caracteristicile unei stele evadate. Vela X-1 este cea mai strălucitoare sursă de raze X din constelația Vela . Este format din așa-numitul pulsar cu raze X [20] , care, desigur, este o stea neutronică formată ca urmare a exploziei unei supernove și un însoțitor, o stea OB.

O imagine realizată la ESO în vecinătatea stelei OB HD 77581 relativ strălucitoare și a însoțitorului său Vela X-1 (invizibil optic) a fost făcută la telescopul de 1,54 m de la Observatorul La Silla , printr-un filtru H-alfa cu bandă îngustă. arată clar prezența unei unde tipice de șoc, confirmând astfel imediat statutul acestui sistem de „fugă” [21] . Într-adevăr, aceasta este una dintre cele mai „perfecte” unde de șoc parabolice, care nu a fost niciodată observată atât de clar în jurul unei stele OB fugare [22] . În plus, orientarea undei de șoc a arcului indică faptul că sistemul se deplasează spre nord și, în consecință, locul său de origine trebuie să se afle la sud de poziția sa actuală. Acolo se află binecunoscuta asociație OB Vel OB1.

Pe baza măsurătorilor distanței până la Vel OB1, (aproximativ 6.000 de ani lumină ) și a mișcării adecvate și a vitezei radiale observate a HD 77581 , Vela X-1 poate fi calculat că se mișcă cu 90 km/s. În acest ritm, HD 77581 și companionul său compact ar dura aproximativ 2,5 milioane de ani pentru a zbura din asociația Vel OB1 și în poziția lor actuală. Aceasta corespunde exact cu timpul așteptat care a trecut de la explozia supernovei părinte [6] .

Note

  1. ↑ Steaua  fugară . Enciclopedia Științei . Arhivat din original pe 24 ianuarie 2013.
  2. ↑ 1 2 Dr Karl. Stele fugare  . Marile momente ale Dr. Karl în știință . ABC Science (29 octombrie 2001). Arhivat din original pe 24 ianuarie 2013.
  3. ↑ 12 Jim Kaller . Mu Columbae (engleză) . STELE . Arhivat din original pe 24 ianuarie 2013.  
  4. ↑ Sergey E Koposov și colab. Descoperirea unei stele din apropiere de 1700 km/s ejectată din Calea Lactee de către Sgr A* , 2019
  5. ↑ Stephan Geier și colab. Cea mai rapidă stea nelegată din galaxia noastră ejectată de o supernova termonucleară , 2015
  6. ↑ 1 2 Enigma stelelor fugare  rezolvată . eso9702-Science Release . ESO (14 ianuarie 1997). Arhivat din original pe 24 ianuarie 2013.
  7. ↑ 1 2 3 4 M.E. Prohorov, S.B. Popov. Stele fugare . Unde se poate căuta găuri negre unice? . Astronet (2002).
  8. ↑ 1 2 3 Hoogerwerf, R.; de Bruijne, JHJ; de Zeeuw, PT The Origin of Runaway Stars  //  The Astrophysical Journal  : jurnal. - Editura IOP , 2000. - Decembrie ( vol. 544, , nr. 2 ). - P.L133-L136 . - doi : 10.1086/317315 . - Cod biblic .  (Engleză)
  9. ↑ Steve Mandel. Steaua fugară α Girafa . Astronet (24 noiembrie 2006).
  10. ↑ NASA . ÎNȚELEPT . ζ Oph: stea fugară . Astronet (4 februarie 2011).
  11. ↑ Rolf Geissinger. AE Auriga și Nebuloasa Steaua Aprinzătoare . Astronet (11 martie 2011).
  12. ↑ 1 2 WISE prinde o stea fugară în  flăcări . UC Berkeley (23 noiembrie 2010). Arhivat din original pe 24 ianuarie 2013.
  13. ↑ T. A. Rector & B. A. Wolpa. AE Charioteer: A Blazing Star . Astronet (4 decembrie 2001).
  14. ↑ Hoogerwerf, R.; de Bruijne, JHJ; de Zeeuw, PT Despre originea stelelor de tip O și B cu viteze mari. II. Stele și pulsari fugăriți ejectați din grupurile stelare tinere din apropiere  // Astronomy and Astrophysics  : journal  . - 2001. - ianuarie ( vol. 365, ). - P. 49-77 . - doi : 10.1051/0004-6361:20000014 . - Cod biblic .  (Engleză)
  15. ↑ Blaauw, A.; Morgan, WW Mișcările spațiale ale AE Aurigae și μ Columbae cu privire la Nebuloasa Orion  //  The Astrophysical Journal  : jurnal. - Editura IOP , 1954. - Mai ( vol. 119 ). — P. 625 . - doi : 10.1086/145866 . - Cod biblic .  (Engleză)
  16. ↑ Gies, D. R.; Bolton, CT Frecvența binară și originea stelelor fugitive OB  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Editura IOP , 1986. - Iunie ( vol. 61 ). - P. 419-454 . - doi : 10.1086/191118 . - Cod biblic .  (Engleză)
  17. ↑ Blaauw, A. The Evolution of Expanding Stellar Associations; Age and Origin of the Scorpio-Centaurus Group  (English)  // Astronomy and Astrophysics  : journal. - 1952. - Vol. 11 . - P. 414-419 . - Cod biblic .  (Engleză)
  18. ↑ van den Heuvel, EPJ Massive Stars in Interacting Binaries: Wrap-up  // Seria de conferințe ASP. - 2007. - S. 367 . - Cod .  (Engleză)
  19. ↑ Lex Kaper, Jacco van Loon, Thomas Augusteijn, Paul Goudfrooij, Nando Patat, Albert Zijlstra, ens Waters. Descoperirea unui șoc cu arc în jurul Vela X-1  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Editura IOP , 1997. - 20 ianuarie ( vol. 475 , nr. 1 ). - doi : 10.1086/310454 . - Cod biblic . — arXiv : 9611017 .  (Engleză)
  20. ↑ Barziv, O.; Kaper, L.; Van Kerkwijk, MH; Telting, JH; Van Paradijs, J. Masa stelei neutronice în Vela X-1  (engleză)  // Astronomie și astrofizică  : jurnal. - 2001. - octombrie ( vol. 377 ). - P. 925-944 . - doi : 10.1051/0004-6361:20011122 . - Cod biblic .  (Engleză)
  21. ↑ L. Kaper și colab., Runaway Star . Astronet (2 decembrie 1997).
  22. ↑ L. Kaper și colab., Runaway Star . Astronet (27 noiembrie 1999).

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii