|
Как три сбежавшие звезды раскрыли галактическую тайну
|
|
|
|
Всякое движение относительно. Этот простой факт делает отслеживание движения удаленных объектов за пределами нашей галактики особенно сложным. Например, среди астрономов на протяжении десятилетий велись споры о том, какой путь за последние несколько миллиардов лет прошел один из наших ближайших соседей, Большое Магелланово облако (БМО). В новой статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv Скоттом Луккини и Дживоном Джесси Ханом из Гарвардского центра астрофизики, рассматривается этот вопрос с использованием уникальной методики — траекторий сверхскоростных звезд.
|
|
|
|
Итак, что же такое "сверхскоростная звезда"? Когда двойная звездная система приближается слишком близко к сверхмассивной черной дыре, приливные силы, исходящие от черной дыры, разрушают двойную систему. Как правило, это приводит к тому, что одна звезда оказывается втянутой на орбиту вокруг черной дыры, а другая теряет гравитационную связь со своим партнером, и результирующая сила выбрасывает ее из системы со скоростью более 1000 км/с. В конце концов, звезды, которые движутся так быстро, полностью покинут галактику, с которой они связаны, и окажутся в изоляции, образовав пропасть между галактиками.
|
|
|
|
Отслеживание траекторий этих сверхскоростных звезд может привести к тому, что они изначально были выброшены из своей двойной системы. Авторы проанализировали данные Gaia, опубликованные в выпуске 3 (DR3), и обнаружили три звезды, которые, по их мнению, были выброшены из LMC. Долгое время считалось, что одна из них, известная как Hyper Velocity Star (HVS) 3, происходит от LMC. Но два других кандидата (HVS 7 и HVS 15) были обнаружены совсем недавно, и их траектории ясно показывают, что они пришли не из Млечного Пути, что делает LMC их наиболее вероятным источником.
|
|
|
|
|
|
|
Отслеживание того, откуда были выброшены эти звезды, может указать на местоположение сверхмассивной черной дыры, которая отправила их в путь. Были даже споры о том, есть ли вообще в центре LMC сверхмассивная черная дыра. Несмотря на то, что наличие HVSS из LMC дает больше доказательств того, что они, вероятно, существуют, это все еще не является четким прямым наблюдением. Таким образом, определение того, где находится SMBH, и, следовательно, где искать это прямое наблюдение, является одним из ключевых результатов работы.
|
|
|
|
Но это не так просто, как провести прямую линию от текущего положения HVS к их началу. Движению этих галактик мешает множество факторов, не последним из которых является темная материя. Чтобы объяснить это, авторы провели моделирование движения как Млечного Пути, так и LMC, и включили компонент "динамического трения", который представлял собой сопротивление, испытываемое галактиками при движении через поле более мелких частиц.
|
|
|
|
С помощью этих моделей авторы смогли ограничить "коридор", по которому LMC перемещался за последние несколько миллионов лет, на 50%. Однако они не смогли ответить на фундаментальный вопрос о самом LMC — совершает ли он свой первый или второй проход по нашей галактике. Хотя мы полагаем, что LMC гравитационно связан с Млечным Путем, модели показывают, что он мог либо находиться на своей первой орбите относительно нас, либо завершить свой первый оборот где-то порядка 6-8 миллиардов лет назад и в настоящее время проходит свой второй виток.
|
|
|
|
Новая модель динамического трения и коридора согласуется с моделями как Первого, так и Второго прохода, хотя в обеих моделях используются совершенно разные компоненты. Дальнейшее обсуждение в статье указывает на то, что модель второго прохода может быть недостаточно надежной, чтобы по-настоящему отразить сложности орбитальной механики галактического уровня.
|
|
|
|
Был еще один важный вопрос, на который, по мнению авторов, они теперь ответили, — где искать SMBH LMC. Они приводят точные координаты и отмечают, что на самом деле он смещен примерно на 1,5 градуса от визуального центра LMC. Это смещение, по—видимому, связано с хаотическими приливными силами, создаваемыми другим нашим ближайшим спутником - Малым Магеллановым облаком (SMC).
|
|
|
|
Однако необходимы дальнейшие исследования, поскольку в своих выводах статья опирается только на три звезды. Данные по этим трем звездам также не так хорошо ограничены. При наличии некоторого времени для наблюдений, необходимого для определения их правильного движения, были бы возможны еще большие ограничения на траекторию, по которой движется LMC, а также на то, как темная материя взаимодействует с движением галактик. Теперь кому-то просто необходимо найти время в одной из Великих обсерваторий, чтобы взглянуть на нее. Возможно, это непростая задача, но когда-нибудь мы сможем по-настоящему точно определить темное сердце нашего ближайшего галактического соседа.
|
|
|
|
Источник
|
