השמש דוהרת דרך הגלקסיה במהירות הגבוהה פי 30 ממעבורת החלל במסלול (נכנסת במהירות של 220 קמ"ש ביחס למרכז הגלקטי). כמיליארד כוכבים נוסעים במהירות גדולה פי 3 מהשמש שלנו - כל כך מהר שהם יכולים להימלט מהגלקסיה לחלוטין!
גילינו עשרות מכוכבי hypervelocity כביכול. אבל איך בדיוק הכוכבים הללו מגיעים למהירויות כה גבוהות? אסטרונומים מאוניברסיטת לסטר אולי מצאו את התשובה.
הרמז הראשון מגיע בהתבוננות בכוכבי היפר-רוקוס, שם אנו יכולים לציין את המהירות והכיוון שלהם. משתי המדידות הללו אנו יכולים לאתר את הכוכבים הללו לאחור כדי למצוא את מקורם. התוצאות מראות שמרבית כוכבי ההיפר-לוקוס מתחילים לנוע במהירות במרכז הגלקטי.
כעת יש לנו מושג גס איפה הכוכבים האלה משיגים את המהירות שלהם, אך לא איך הם מגיעים למהירויות כה גבוהות. אסטרונומים חושבים כי שני תהליכים עשויים לבעוט כוכבים במהירות כה גדולה. התהליך הראשון כולל אינטראקציה עם החור השחור העל-מסיבי (Sgr A *) במרכז הגלקסיה שלנו. כשמערכת כוכב בינארי נודדת קרוב מדי ל- Sgr A *, סביר להניח שכוכב אחד יילכד, בעוד שכוכב אחר ככל הנראה יושלך מהחור השחור בקצב מדאיג.
התהליך השני כולל פיצוץ סופרנובה במערכת בינארית. ד"ר קסטיס זובובס, מחבר מוביל בעיתון המסוכם כאן, אמר למגזין החלל, "פיצוצי סופרנובה במערכות בינאריות משבשים את המערכות הללו ומאפשרים לכוכב הנותר לעוף משם, לפעמים במהירות מספקת כדי לברוח מהגלקסיה."
עם זאת, קיימת הערת אזהרה אחת. כוכבים בינאריים במרכז הגלקסיה שלנו ימצאו מסלול זה על זה וסובבים סביב Sgr A *. יהיו להם שתי מהירות הקשורות אליהם. "אם מהירות הכוכב סביב מרכז המסה של הבינארית תואמת בקפידה את מהירות מרכז המסה סביב החור השחור העל-מסיבי, המהירות המשולבת עשויה להיות גדולה מספיק בכדי להימלט לחלוטין מהגלקסיה", הסביר זובובס.
במקרה זה, איננו יכולים לשבת ולהמתין לראות פיצוץ סופרנובה המפרק מערכת בינארית. נצטרך להיות בר מזל מאוד לתפוס את זה! במקום זאת, אסטרונומים מסתמכים על דוגמנות מחשבים כדי ליצור מחדש את הפיזיקה של אירוע כזה. הם קובעים חישובים מרובים בכדי לקבוע את ההסתברות הסטטיסטית שהאירוע יתרחש ובודקים אם התוצאות תואמות לתצפיות.
אסטרונומים מאוניברסיטת לסטר עשו זאת. המודל שלהם כולל פרמטרי קלט מרובים, כמו מספר הבינאריים, מיקומם ההתחלתי ופרמטרי מסלולם. לאחר מכן היא מחשבת מתי כוכב עשוי לעבור פיצוץ סופרנובה, ובהתאם למיקום של שני הכוכבים באותה תקופה, המהירות הסופית של הכוכב שנותר.
ההסתברות שסופרנובה משבשת מערכת בינארית גדולה מ 93%. אך האם הכוכב המשני נמלט אז מהמרכז הגלקטי? כן, 4 - 25% מהזמן. זובובה תיאר, "למרות שמדובר במופע נדיר מאוד, אנו עשויים לצפות כי כמה עשרות כוכבים כאלה ייווצרו במשך יותר ממאה מיליון שנה." מהתוצאות הסופיות עולה כי מודל זה מוציא כוכבים עם שיעורים גבוהים מספיק כדי להתאים למספר שנצפה של כוכבי היפר-רוקיו.
לא רק שמספר כוכבי ההיפר-לוקוס תואמים לתצפיות אלא גם התפלגותם ברחבי החלל. "כוכבי היפר-רווקות המיוצרים בשיטת הפרעת הסופרנובה שלנו אינם מופצים באופן שווה על השמים," אמר ד"ר גרהם ווין, מחבר משותף לעיתון. "הם עוקבים אחר תבנית השומרת חותם של הדיסק הכוכב בו הם יצרו. כוכבי נציבות יתר נצפים עוקבים אחר דפוס דומה לזה."
בסופו של דבר, המודל הצליח מאוד בתיאור המאפיינים הנצפים של כוכבי היפר-לוקוס. מחקר עתידי יכלול מודל מפורט יותר שיאפשר לאסטרונומים להבין את גורלם האולטימטיבי של כוכבי היפר-רוקיו, את ההשפעה שיש לפיצוצי סופרנובה על סביבתם ואת המרכז הגלקטי עצמו.
סביר להניח ששני התרחישים - מערכות בינאריות המקיימות אינטראקציה עם החור השחור העל-מסיבי ואחת שעוברות פיצוץ סופרנובה - יוצרים כוכבי היפר-מיקומים. לימוד שניהם ימשיך לענות על שאלות כיצד נוצרים הכוכבים המהירים הללו.
התוצאות יפורסמו בכתב העת Astrophysical (ההדפסה המקדימה זמינה כאן)
