ده‌ها ستاره بزرگ، در حال فرار از کهکشان راه شیری؛ اما چرا؟!

«تابناک با تو» - کهکشان راه شیری نمی‌تواند تمام ستارگان خود را نگه دارد. برخی از آن‌ها به فضای بین کهکشانی پرتاب می‌شوند و وارد یک نوع سفر نامطمئن می‌شوند. تیمی از اخترشناسان به پرجرم‌ترین این ستارگان فراری نگاه دقیق‌تری انداختند تا ببینند آیا می‌توانند چگونگی جدا شدن آن‌ها از کهکشان راه شیری را دریابند یا خیر.

یکی از چیز‌های مهم برای ستاره‌شناسان، توزیع سرعت خوشه‌های ستاره‌ها است. توزیع سرعت کلی جمعیت ستارگان منعکس‌کننده چرخش کهکشان است؛ و وقتی ستاره‌ای با چرخش کهکشان هماهنگ نباشد، توجه ستاره‌شناسان را به خود جلب می‌کند.

تیمی از اخترشناسان که با دو خوشه از ستارگان پرجرم کار می‌کردند، متوجه شدند که یک دسته کامل از ستاره‌ها با سرعتی متفاوت از کهکشان حرکت می‌کنند. آن‌ها ستاره‌های فراری هستند که در راه خروج از کهکشان هستند.

یافته‌های جدید در مقاله‌ای با عنوان «ستاره‌های فراری O و Be کهکشانی با استفاده از Gaia DR۳ یافت شدند» منتشر شده.

نویسنده اصلی مقاله جدید Mar Carretero Castrillo، محققی از گروه فیزیک کوانتومی و اخترفیزیک موسسه علوم کیهان دانشگاه بارسلونا است.

کاستریو و همکارانش کار خود را بر اساس دو گروه ستاره‌ای متمرکز کردند. آن‌ها گروه O-Star کهکشانی (GOSC) و Be Star Spectra (BeSS) هستند. آن‌ها هر دو دارای ستارگان پرجرم زیادی هستند: ستارگان نوع O و ستارگان نوع Be، و انواع فرعی آن‌ها.

محققان همچنین از داده‌های گایا، فضاپیمای قدرتمند ستاره‌سنجی ESA استفاده کردند که از ابزار اخترسنجی برای اندازه‌گیری موقعیت، فواصل و حرکت یک میلیارد ستاره استفاده می‌کند.

هیچ کس نمی‌داند چند ستاره فراری در راه خروج از کهکشان ما هستند، اما ستاره‌شناسان به یافتن تعداد بیشتری از آن‌ها ادامه می‌دهند. برخی تخمین‌ها می‌گویند که ۱۰ میلیون ستاره فراری از راه شیری وجود دارد، اما ما به طور قطع نمی‌دانیم.

این ممکن است به مکانیسمی بستگی داشته باشد که آن‌ها را از خود دور می‌کند، و این چیزی است که اخترفیزیکدانان به طور کامل آن را درک نکرده‌اند.

هدف اصلی مطالعه جدید هم همین بود.

ستارگان OB نوع اولیه پرجرم، درخشان‌ترین ستاره‌های راه شیری هستند. ستاره‌های OB نه تنها پرجرم و جوان هستند، بلکه بسیار داغ هستند. آن‌ها در گروه‌های آزادانه سازماندهی شده‌اند.

از آنجایی که آن‌ها جوان و داغ هستند، عمر زیادی ندارند. آن‌ها در نجوم مهم هستند، زیرا بسیار عظیم و پرانرژی هستند و بسیاری از آن‌ها به صورت ابرنواختر منفجر می‌شوند.

این گروه تحقیاتی به ۴۱۷ ستاره O-type و ۱۳۳۵ ستاره Be-type رسیدند.

از این تعداد، آن‌ها ۱۰۶ ستاره فراری نوع O پیدا کردند که ۲۵.۴ درصد از ستاره‌های فهرست GOSC است. آن‌ها ۶۹ ستاره Be فراری یافتند. به طور کلی، ستارگان نوع O سریعتر از ستارگان نوع Be حرکت می‌کنند.

چرا ستارگان پرجرم نسبت بالایی از ستاره‌های فرار را تشکیل می‌دهند؟

دو نظریه رقیب وجود دارد که تلاش می‌کنند پدیده ستاره‌های فراری را توضیح دهند.

یکی سناریوی جهش دینامیکی (DES) و دیگری سناریوی ابرنواختر دوتایی (BSS) است.

ستاره‌های OB اغلب به صورت جفت دوتایی تشکیل می‌شوند. در BSS، یک ستاره به عنوان یک ابرنواختر منفجر می‌شود و انفجار به ستاره دیگر لگد می‌زند.

اگر وضعیت مناسب باشد، به ستاره بازمانده انرژی کافی در جهت درست داده می‌شود که بتواند از پیوند خود با شریک خود که اکنون یک ستاره نوترونی یا یک سیاهچاله است، فرار کند و همچنین می‌تواند از کشش گرانشی کهکشان راه شیری فرار کند. در صورت رخ دادن این امر، سفر طولانیستاره به فضای بین کهکشانی آغاز می‌کند.

در DES، هیچ انفجار دراماتیک ابرنواختری وجود ندارد. در عوض، یک ستاره در یک منطقه فشرده و متراکم، دچار فعل و انفعالات گرانشی با دیگر ستاره‌ها می‌شود.

در پیوند‌های OB که در آن ستارگان نوع O و نوع B کنار هم هستند، می‌توانند ستاره‌های فراری را تحریک کنند. پس از آنجایی که بیشتر این ستارگان پرجرم هستند، بیشتر ستارگان فراری نیز پرجرم هستند.

دانشمندان ده‌ها سال است که در مورد این دو سناریو تعجب می‌کنند و در مورد آن‌ها بحث می‌کنند. هر دو سناریو می‌توانند ستاره‌هایی با سرعت کافی برای فرار از کهکشان را باعث شوند.

محققان به این نتیجه رسیده‌اند که درصد‌های بالاتر و سرعت‌های بالاتری که برای نوع O در مقایسه با فرار‌های نوع Be نشان می‌دهد، نشان می‌دهد که سناریوی جهش دینامیکی محتمل‌تر از سناریوی ابرنواختر دوتایی است. ”

۲۵ درصد از ستارگان نوع O در نمونه آن‌ها فراری هستند در مقابل ۵ درصد از ستارگان نوع Be. یعنی درصد ستاره‌های فرار O به طور قابل توجهی بیشتر از ستاره‌های B یا Be است.

تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که ستارگان فراری نوع O دارای سرعت بالاتری نسبت به ستاره‌های نوع B و Be هستند. تحقیقات قبلی همچنین نشان می‌دهد که پرتاب دینامیکی اغلب منجر به فرار‌های سریع‌تر و عظیم‌تر از سناریوی ابرنواختر دوتایی می‌شود.

منبع: یک پزشک