Во Млечном Пути обнаружен новый беглец: «неудавшаяся звезда» на невероятной скорости
Учёными было обнаружено блуждающее звёздное тело, которое может быть «неудавшейся звездой» или коричневым карликом. Однако его скорость является уникальной — 1,2 миллиона миль в час (1,9 миллиона км/ч), что в 1500 раз быстрее скорости звука. К счастью, это звёздное тело движется к центру Млечного Пути, а не к Земле.
CWISE J1249+3621, как его назвали учёные, находится на расстоянии около 400 световых лет от Земли. Масса этого звёздного тела составляет всего около 8% массы Солнца или в 80 раз больше массы Юпитера. Это ставит его на границу между звездой и коричневым карликом. Коричневые карлики часто называют «неудавшимися звёздами», так как они не могут достичь массы, необходимой для создания давления и температуры в ядрах, которые запускают синтез водорода в гелий.
CWISE J1249+3621 был первоначально обнаружен гражданскими учёными, работающими над проектом Backyard Worlds: Planet 9. Они использовали данные широкоугольного инфракрасного обзорного телескопа NASA WISE для обнаружения тусклых объектов относительно близко к Солнцу. После этого, группа астрономов продолжила наблюдение, используя телескоп Keck I на Гавайях.
«Мы обнаружили объект с очень малой массой, прямо на границе масс звезды и коричневого карлика, который имеет экстремальную скорость, двигаясь достаточно быстро, чтобы он мог фактически не быть связанным с галактикой Млечный Путь. Он присоединяется к коллекции "гиперскоростных" звёзд, которые были обнаружены за последние несколько десятилетий, большинство из которых находятся в тысячах световых лет от Солнца, тогда как этот источник находится "всего" в 400 световых годах», — рассказал руководитель исследовательской группы Адам Бургассер из Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Наблюдения команды включали анализ атмосферы CWISE J1249+3621, который указывает на необычный химический состав. Команда стремилась использовать собранную ими информацию о движении и составе CWISE J1249+3621, чтобы предположить его возможное происхождение.
«Объект мог быть выброшен из центра Млечного Пути нашей сверхмассивной чёрной дырой, Стрелец А*, это процесс, который обычно используется для объяснения происхождения других гиперскоростных звёзд. Примечательно, что наша находка движется в центр, а не от него, но она может быть на обратном пути после того, как была выброшена ранее», — сказал Бургассер. Он также добавил, что возможно, что коричневый карлик «убегает» от «космического вампира» или был выброшен из шарового скопления посредством динамических взаимодействий с чёрными дырами в центре скопления.
«Это открытие в основном открывает новый путь к изучению коричневых карликов, которые находятся в отдалённых регионах Млечного Пути, включая его центр, его гало и различные шаровые скопления и спутники. Все эти системы слишком далеки, чтобы изучать коричневые карлики подробно напрямую, но если они попадут к нам, это будет намного проще», — сказал Бургассер.
Коричневые карлики формируются так же, как и звёзды — из гигантских облаков газа и пыли, называемых молекулярными облаками, которые образуют чрезмерно плотные скопления, которые разрушаются под действием собственной гравитации. Однако, в отличие от обычной звезды, таких как Солнце, коричневые карлики не могут собрать достаточно материала из остатков облака, которое их породило, чтобы достичь массы, необходимой для создания давления и температуры в их ядрах, которые запускают синтез водорода в гелий. Это процесс, который определяет звезду «главной последовательности». Отсюда и прозвище «неудавшаяся звезда».
Масса коричневых карликов варьируется от примерно 4 масс Юпитера до примерно 80 масс газового гиганта (для сравнения, Солнце в 1000 раз массивнее Юпитера). Масса CWISE J1249+3621 необычная, поскольку она помещает её прямо на гипотетическую границу между звездой и коричневым карликом.
«Низкая масса имеет значение, поскольку это самая маломассивная и высокоскоростная "звезда", обнаруженная на сегодняшний день. Первоначальные гиперскоростные звёзды, обнаруженные около 20 лет назад, были массивными звездами O [примерно в 50 раз массивнее Солнца] и звёздами B [до 16 раз массивнее Солнца], что является вероятной ошибкой отбора, поскольку эти звёзды редки и должны быть обнаружены на больших расстояниях. Наше открытие указывает на то, что любой процесс (или процессы), заставляющие эти звёзды "убегать", должен происходить как при больших, так и при малых массах», — сказал Бургассер.
Исследователь объяснил, что команда с нетерпением ждёт возможности попытаться выяснить, что заставило это звёздное тело пролететь через Млечный Путь.«Орбита, безусловно, является самым удивительным аспектом этого объекта, — он движется в центр Млечного Пути и из него и почти идеально в плоскости. Большинство высокоскоростных звёзд, которые мы видим, находятся на гораздо более хаотичных или наклонных орбитах. Я думаю, что это ключ к его истинному происхождению», — сказал Бургассер.
Коричневые карлики-беглецы, если это CWISE J1249+3621, кажутся редкими, но это может быть из-за их холодной и тусклой природы, что затрудняет обнаружение. Это означает, что популяция коричневых карликов-беглецов может быть намного больше, чем показывают текущие показатели.
«Эти типы звёзд чрезвычайно редки: из миллиардов исследованных звёзд было обнаружено всего несколько десятков, и, как уже отмечалось, это первая маломассивная звезда. И этот объект в частности трудно увидеть, потому что это очень холодная и тусклая звезда, почти в 10 000 раз слабее Солнца и излучающая большую часть своего света в инфракрасном диапазоне. Трудно сказать, насколько распространены эти объекты, поскольку пока найдено только одно, но поскольку оно так близко, мы предполагаем, что их может быть гораздо больше. Это предположение отчасти основано на том факте, что большинство звёзд во Млечном Пути имеют малую массу, а примерно одна из пяти — коричневые карлики, и что эти объекты легче всего приходят в движение, поскольку они имеют столь малую массу», — сказал Бургассер.
Команда намерена продолжить более детальное исследование атмосферы CWISE J1249+3621, чтобы узнать, раскрывают ли её химические даннве что-либо о её происхождении. Они также планируют попытаться обнаружить больше таких маломассивных звёздных беглецов, в охоте за которыми гражданские учёные будут играть важную роль.
«Мы хотим найти больше таких объектов, наши гражданские учёные уже выявили ещё несколько высокоскоростных кандидатов для дальнейшего изучения. Гражданские учёные абсолютно необходимы для этого исследования, — они были теми, кто определил этот источник как интересную цель, достойную изучения. Без них у нас всё ещё были бы сотни тысяч слабых маленьких точек, которые нужно было бы сортировать», — заключил Бургассер.