Astronomi z Univerze v Barceloni so skupaj s kolegi iz Katalonije in s Kanarskih otokov izvedli doslej najobsežnejšo opazovalno študijo masivnih pobeglih zvezd v naši galaksiji. V središču raziskave so bile njihove hitrosti, vrtenje in vprašanje, ali potujejo same ali v paru. Rezultati prinašajo jasnejšo sliko o tem, kako ti zvezdni „begunci“ nastanejo in zakaj zapustijo kraje, kjer so se rodili.
Študija, objavljena v reviji Astronomy & Astrophysics, se osredotoča na zvezde tipa O – najmasivnejše in najsvetlejše zvezde v Mlečni cesti. Gre za objekte, ki se po galaksiji gibljejo z nenavadno velikimi hitrostmi in se oddaljujejo od mladih zvezdnih kopic, v katerih so nastali.
Dolgo sta bila v ospredju dva glavna scenarija, ki pojasnjujeta, kako masivne zvezde postanejo pobegle. Po enem se zvezda pospeši, ko njen spremljevalec v dvojnem sistemu eksplodira kot supernova. Po drugem pa jo iz rojstne kopice izvržejo silovite gravitacijske interakcije z drugimi zvezdami v gosto poseljenih mladih kopicah. Kateri mehanizem prevladuje, do zdaj ni bilo jasno.
Raziskovalna ekipa je za odgovor uporabila podatke iz misije Gaia Evropske vesoljske agencije in natančne spektroskopske meritve projekta IACOB. Skupno so analizirali 214 zvezd tipa O in pri tem združili informacije o hitrosti vrtenja ter binarnosti za največji vzorec galaktičnih pobeglih zvezd doslej.
Počasni vrtljaji in hitri pobegi
Rezultati kažejo, da se večina pobeglih zvezd vrti razmeroma počasi. Tiste, ki se vrtijo hitreje, so pogosteje povezane z eksplozijami supernov v dvojnih sistemih. Po drugi strani pa so zvezde z najvišjimi prostorskimi hitrostmi praviloma enojne, kar nakazuje, da so bile iz mladih kopic izvržene zaradi gravitacijskih srečanj.
Zanimivo je tudi, da skoraj ni zvezd, ki bi hkrati zelo hitro potovale in se zelo hitro vrtela. To po mnenju avtorjev jasno kaže, da do pobega vodi več različnih poti.
Binarni sistemi in sledi črnih lukenj
Ekipa je med analiziranimi objekti prepoznala tudi 12 pobeglih binarnih sistemov. Med njimi so trije znani rentgenski binarni sistemi z veliko maso, kjer je spremljevalec nevtronska zvezda ali črna luknja, ter še trije sistemi, ki bi lahko skrivali črne luknje, a to še čaka na potrditev.
Masivne pobegle zvezde niso le redkost, ki zanima astronome. Ko zapustijo rojstna okolja, v medzvezdni prostor raznašajo težke elemente in močno sevanje, kar vpliva na nastanek novih zvezd in planetov. Razumevanje njihovega izvora pomaga izboljšati modele zvezdne evolucije, eksplozij supernov in celo nastanka virov gravitacijskih valov.
„To je najobsežnejša opazovalna študija te vrste v Mlečni cesti,“ je poudarila Mar Carretero-Castrillo, glavna avtorica raziskave. Po njenih besedah združevanje podatkov o vrtenju in binarnosti prvič omogoča zelo jasne omejitve glede tega, kako in zakaj te zvezde postanejo pobegle.
Prihodnje objave podatkov misije Gaia in nadaljnje spektroskopske raziskave bodo astronomom omogočile, da sledijo preteklim potem teh zvezd in jih povežejo z njihovimi rojstnimi kraji. To bi lahko razkrilo, kateri mehanizmi so v resnici najpomembnejši – in morda tudi nove, še bolj nenavadne zvezdne sisteme.
