Падающие звёзды действительно существуют, но это совсем не то, что люди привыкли видеть на ночном небе

Многим людям доводилось видеть в ночном небе кратковременные яркие вспышки, которые принято называть «падающими звёздами». На самом деле в большинстве случаев такой эффект возникает, когда в атмосфере сгорают небольшие камни, прилетающие из космоса. Однако настоящие падающие звёзды существуют во Вселенной, о чём в своей статье рассказал астрофизик Идан Гинсбург (Idan Ginsburg) из Университета штата Джорджия в США.

Источник изображения: NASA / ESA / G. Bacon (STScI), CC BY

 

В период с 2005 по 2014 года астрофизики реализовали монументальную программу наблюдений. Она включала в себя Слоановский цифровой небесный обзор (масштабное исследование многоспектральных изображений и спектров красного смещения звёзд и галактик с помощью 2,5-метрового широкоугольного телескопа в обсерватории Апачи-Пойнт в Нью-Мексико), а также работу с телескопами Обсерватории им. Уиппла в Аризоне. В результате учёные подтвердили существование нового класса звёзд, которые движутся с невероятной скоростью, достаточной для того, чтобы выйти за пределы гравитационного поля своих родных галактик. В настоящее время науке ещё не всё известно об этих падающих звёздах или так называемых гиперскоростных звёздах, которые проносятся в космическом пространстве на скорости тысяч километров в секунду.

История гиперскоростных звёзд началась в 1988 году, когда Джек Гилберт Хиллс (Jack Gilbert Hills), учёный из Лос-Аламосской национальной лаборатории, задумался над тем, что произойдёт, если бинарная звёздная система (состоит из двух звёзд, которые связаны между собой гравитацией и вращаются вокруг общего центра масс), пролетит рядом с массивной чёрной дырой в центре Млечного Пути. Расчёты Хиллса показали, что под воздействием массивной чёрной дыры система распадётся и один из объектов будет отброшен в космическое пространство на огромной скорости. Он также предположил, что воздействие чёрной дыры может придать звезде скорость, которой будет достаточно для выхода за пределы своей галактики.

После того, как Хиллс опубликовал свои расчёты сообщество астрономов относилось к гиперскоростным звёздам как к интригующей теории, которая не была подтверждена реальными наблюдениями. Ситуация кардинально изменилась в 2005 году, когда группа исследователей из Обсерватории ММТ в Аризоне наткнулась на нечто неожиданное. Дело в том, что они смогли провести наблюдение за звездой, которая покидала галактику Млечный Путь на скорости около 3,2 млн км/ч. Позднее этот объект получил имя Outcast Star и стал первой гиперскоростной звездой.

Наблюдения помогли астрофизикам узнать больше о гиперскоростных звёздах, но пока у учёных есть ответы не на все вопросы. Например, до сих пор точно неизвестно, что происходит со вторым объектом бинарной системы после того, как одна звезда на огромной скорости выбрасывается в космос. Моделирование показало, что в таких случаях вторая звезда может оставаться в относительно близости от чёрной дыры и вращаться вокруг неё, подобно тому, как Земля вращается вокруг Солнца. Моделирование также показало, что иногда может происходить столкновение звёзд, в результате которого два объекта сливаются в одну массивную звезду.  

Отметим также, что учёные провели моделирование прохождения бинарной системы, одним из элементов которой является планета, вблизи массивной чёрной дыры. Оказалось, что в этом случае, воздействие чёрной дыры может привести к тому, что планета будет выброшена за пределы Млечного Пути на скорости примерно равной 5 % от скорости света. В настоящее время ещё не было обнаружено ни одной гиперскоростной планеты, но это не означает, что их не существует во Вселенной. Вполне возможно, что в будущем астрономы смогут наблюдать такие объекты.

С момента открытия первой гиперскоростной звезды астрономам удалось зафиксировать ещё несколько объектов такого типа. Также было установлено, что далеко не все звёзды во Вселенной, перемещающиеся на огромной скорости, можно считать гиперскоростными. Это говорит о том, что обстоятельства, при которых звёзды получают мощное ускорение, могут быть разными. Дальнейшее изучение падающих звёзд поможет учёным ответить на ряд важных вопросов. Например, учёные могут получить ключ к разгадке природы и принципов распределения тёмной материи во Вселенной. Кроме того, гиперскоростные звёзды могут дать ответ на вопрос касательно возможности существования более одной чёрной дыры в центре галактики.