Astronomi iz Kine izdvojili su zvijezdu DESI-HVS1 kao novog kandidata za jednu od najzanimljivijih vrsta zvijezda u Galaksiji: hiperbrzu zvijezdu izbačenu iz samog središta Mliječne staze. Ako se tumačenje potvrdi, riječ je o staroj, laganoj i metalima siromašnoj zvijezdi koja bi mogla proširiti dosad poznatu populaciju objekata izbačenih iz blizine središnje supermasivne crne rupe.
Rad, objavljen 23. travnja temelji se na podacima spektroskopskog instrumenta Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) i preciznim astrometrijskim mjerenjima satelita Gaia Europske svemirske agencije.
Hiperbrze zvijezde kreću se znatno brže od većine zvijezda u galaksiji. Njihove brzine obično prelaze 500 kilometara u sekundi, što je dovoljno da neke od njih napuste gravitacijski utjecaj galaksije u kojoj su nastale.
DESI-HVS1 uklapa se upravo u takvu kategoriju. Prema novom radu, nalazi se na udaljenosti od oko 12.300 svjetlosnih godina, a njezina ukupna brzina u odnosu na središte Galaksije iznosi približno 523 kilometra u sekundi. To je brzina usporediva s brzinom potrebnom za bijeg s njezina trenutačnog položaja u Mliječnoj stazi.
Položaj i smjer gibanja pokazuju da se zvijezda kreće od galaktičkog diska i prema vanjskim dijelovima unutarnje Mliječne staze. Drugim riječima, DESI-HVS1 ne izgleda kao zvijezda koja mirno prati uobičajenu galaktičku putanju.
Trag vodi prema galaktičkom središtu
Tim koji vodi Shunhong Deng sa Sveučilišta Kineske akademije znanosti analizirao je podatke iz prvog izdanja DESI-ja i trećeg kataloga misije Gaia. Istraživači navode da je DESI-HVS1 prvi kandidat za hiperbrzu zvijezdu podrijetlom iz galaktičkog središta koji je istodobno star, male mase i kasnog spektralnog tipa.
Prema njihovoj rekonstrukciji putanje, DESI-HVS1 prošao je unutar oko 1.300 svjetlosnih godina od središta Mliječne staze prije približno 12,9 milijuna godina. Iz toga proizlazi procijenjena brzina izbacivanja od oko 682 kilometra u sekundi.
Putanja zvijezde ostaje izrazito balistička. Autori navode jasan zaokret blizu najbliže točke središtu Galaksije i samo jedan prolazak kroz galaktičku srednju ravninu. Takav obrazac podupire mogućnost da je zvijezda doista izbačena iz unutarnjih područja Mliječne staze, a ne da je riječ o objektu čije se kretanje može jednostavnije objasniti lokalnim galaktičkim procesima.
Kako crna rupa može izbaciti zvijezdu iz Galaksije
Jedno od mogućih objašnjenja za nastanak hiperbrzih zvijezda vodi prema središtu Mliječne staze, gdje se nalazi supermasivna crna rupa. Ako joj se dvojni zvjezdani sustav previše približi, njezina gravitacija može razdvojiti dvije zvijezde. Jedna može ostati zarobljena u unutarnjem području Galaksije, dok druga biva izbačena golemom brzinom.
Taj scenarij u astronomiji je poznat kao Hillsov mehanizam, prema fizičaru Jacku Hillsu, ali ideja je u osnovi jednostavna: crna rupa ne mora progutati zvijezdu da bi joj dramatično promijenila sudbinu. Dovoljno je da poremeti sustav u kojem dvije zvijezde kruže jedna oko druge.
Središte Mliječne staze jedno je od najnemirnijih područja u Galaksiji. Ondje se zvijezde, gusta zvjezdana jata i središnja supermasivna crna rupa nalaze u prostoru u kojem su bliski gravitacijski susreti mnogo češći nego u mirnijim dijelovima galaktičkog diska.
Zbog toga astronomi ondje traže moguće izvore hiperbrzih zvijezda. Ipak, dokazati da je neka zvijezda doista izbačena iz galaktičkog središta nije jednostavno. Putanju treba rekonstruirati milijunima godina unatrag, a i male nesigurnosti u udaljenosti ili gibanju mogu bitno promijeniti rezultat. Zato se samo mali broj hiperbrzih zvijezda zasad može uvjerljivo povezati sa središtem Mliječne staze.
Neobičan kandidat: star, lagan i siromašan metalima
DESI-HVS1 posebno je zanimljiv zato što ne nalikuje najpoznatijim hiperbrzim zvijezdama izbačenima iz središta Galaksije. Dosad su takvi kandidati uglavnom bili mlade i masivne zvijezde. Ovaj objekt, prema novoj analizi, ima masu od oko 0,76 Sunčeve mase, efektivnu temperaturu od 6.198 kelvina i metalnost od -1,64 dex.
U astronomiji “metali” označavaju sve kemijske elemente teže od helija. Niska metalnost obično upućuje na staru zvjezdanu populaciju, nastalu u vrijeme kada međuzvjezdani plin još nije bio snažno obogaćen težim elementima proizvedenima u ranijim generacijama zvijezda.
Autori procjenjuju starost DESI-HVS1 na oko 14,1 milijardu godina. Takve procjene za stare zvijezde ovise o modelima i mjernim nesigurnostima, ali i sama vrijednost jasno pokazuje da se radi o iznimno starom objektu. Upravo to DESI-HVS1 čini drukčijom od uobičajenih kandidata za zvijezde izbačene iz središta Mliječne staze.
Ako se DESI-HVS1 potvrdi kao zvijezda izbačena iz galaktičkog središta, promijenila bi dosadašnju sliku hiperbrzih zvijezda u Mliječnoj stazi. Pokazala bi da središte Galaksije ne izbacuje samo mlade i masivne zvijezde, nego i stare, male i kemijski siromašne objekte, zvijezde koje nose tragove mnogo ranijih razdoblja galaktičke povijesti.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
Izvori i publikacija
Shunhong Deng et al, An Old, Low-mass, Metal-poor Hypervelocity Star Candidate Consistent with a Galactic Center Origin
DOI: 10.48550/arxiv.2604.21646
Časopis / izvor: arXiv
