מרבית הכוכבים בגלקסיה שלנו מתנהגים באופן צפוי, ועטים סביב מרכז שביל החלב במהירויות של כמאה קמ"ש. אך יש כוכבים שמשיגים מהירות שהם גדולים משמעותית עד כדי כך שהם אפילו מסוגלים להימלט מהמשיכה הכבידה של הגלקסיה. אלה ידועים ככוכבי היפ-וולוסיטי (HVS), סוג כוכב נדיר שלדעתו הוא תוצאה של אינטראקציות עם חור שחור סופר-מסיבי (SMBH).
קיומו של HVS הוא דבר שאסטרונומים תאורטו לראשונה בסוף שנות השמונים, ורק עד כה זוהו 20. אך הודות למחקר חדש שנערך על ידי צוות אסטרונומים סינים, נוספו לרשימה שני כוכבי היפרוולוזיות חדשים. כוכבים אלה, שכונו LAMOST-HVS2 ו- LAMOST-HVS3, נוסעים במהירויות של עד 1,000 קמ"ש ונחשבים שמקורם במרכז הגלקסיה שלנו.
המחקר המתאר את ממצאי הצוות, שכותרתו "גילוי של שני כוכבי היפרוולוסיטי חדשים מהסקרים הספקטרוסקופיים LAMOST", הופיע לאחרונה ברשת. בראשות יאנג הואנג מהמכון הדרום-מערבי לחקר אסטרונומיה באוניברסיטת יונאן בקונמינג, סין, הסתמך הצוות על נתונים מטלסקופ סיבי רב-אובייקט רב-סיבים ספקטרוסקופיים (LAMOST) כדי לאתר את שני הכוכבים החדשים הללו.
אסטרונומים מעריכים כי רק 1000 HVS קיימים בנתיב החלב. בהתחשב בכך שיש עד 200 מיליארד כוכבים בגלקסיה שלנו, זה רק 0.0000005% מהאוכלוסייה הגלקטית. בעוד שחושבים שהכוכבים הללו מקורם במרכז הגלקסיה שלנו - כביכול כתוצאה מאינטראקציה עם ה- SMBH שלנו, קשת A * - הם מצליחים לנסוע די רחוק, לפעמים אפילו להימלט לגמרי מהגלקסיה שלנו.
מסיבה זו מאוד אסטרונומים כל כך מתעניינים ב- HVS. בהתחשב במהירותם, והמרחקים העצומים שהם יכולים לכסות, מעקב אחריהם ויצירת בסיס נתונים של תנועותיהם עשוי לספק אילוצים על צורת הילת החומר האפל של הגלקסיה שלנו. מכאן מדוע ד"ר הואנג ועמיתיו החלו לנפות באמצעות נתוני LAMOST כדי למצוא עדויות ל- HVS חדש.
המצפה LAMOST ממוקם במחוז הביי בצפון מערב סין ומופעל על ידי האקדמיה הסינית למדעים. במהלך חמש שנים ביצע מצפה כוכבים סקר ספקטרוסקופי של 10 מיליון כוכבים בנתיב החלב, כמו גם מיליוני גלקסיות. ביוני 2017, LAMOST פרסמה את גרסת הנתונים השלישית שלה (DR3), שכללה ספקטרום שהושג במהלך סקר הפיילוט ושלוש שנותיו הראשונות של הסקרים הרגילים.
המכיל ספקטרומים באיכות גבוהה של 4.66 מיליון כוכבים ופרמטרים מהממים של 3.17 מיליון נוספים, DR3 הוא כיום הסט הצבאי הגדול ביותר וקטלוג הפרמטרים הכוכבים בעולם. כבר נעשה שימוש בנתוני LAMOST כדי לזהות כוכב hypervelocity אחד, כוכב B1IV / V (סוג רצף ראשי כחול / גמד תת-גג) שהיה 11 מסות שמש, פי 13490 בהיר כמו השמש שלנו, והיה טמפרטורה יעילה של 26,000 K (25,727 מעלות צלזיוס; 46,340 מעלות צלזיוס).
HVS זה נקרא LAMOST-HSV1, לכבוד המצפה. לאחר שאיתרו שני נתוני HVS חדשים בנתוני LAMOST, הכוכבים הללו כונו כ- LAMOST-HSV2 ו- LAMOST-HSV3. באופן מעניין, HVS שזה עתה התגלה הם גם גמדי משנה כחולים ברצף הראשי - או כוכב מסוג B2V וכוכב מסוג B7V, בהתאמה.
בעוד HSV2 הוא 7.3 מסות שמש, הוא 2399 פעמים יותר מזהה כמו השמש שלנו, ובעל טמפרטורה אפקטיבית של 20,600 K (20,327 מעלות צלזיוס; 36,620 מעלות צלזיוס), HSV3 הוא 3.9 המוני שמש, הוא פי 309 יותר כמו השמש, ו טמפרטורה יעילה של 14,000 K (24,740 מעלות צלזיוס; 44,564 מעלות צלזיוס). החוקרים שקלו גם את המקור האפשרי של שלושת ה- HVS על סמך מיקומם המרחבי וזמני הטיסה.
בנוסף בהתחשב בכך שמקורם במרכז שביל החלב, הם שוקלים גם אפשרויות חלופיות. כפי שהם קובעים במחקרם:
"שלושת ה- HVS קשורים כולם במרחב למבנים כוכבים צעירים ידועים ליד ה- GC, התומכים במקור GC עבורם. עם זאת, לשניים מהם, כלומר LAMOST-HVS1 ו- 2, יש זמני חיים קטנים יותר מזמני הטיסה שלהם, מה שמצביע על כך שאין להם מספיק זמן לנסוע מה- GC לתפקידים הנוכחיים אלא אם כן הם קשוחים כחולים (כמו במקרה של HVS HE 0437-5439). השלישי (LAMOST-HVS3) יש זמן חיים גדול יותר משעת הטיסה שלו ולכן אין לו בעיה זו.
במילים אחרות, מקורם של הכוכבים הללו הוא עדיין משהו של תעלומה. מעבר לרעיון שהם הוזנקו על ידי אינטראקציה עם ה- SMBH במרכז הגלקסיה שלנו, הצוות שקל גם אפשרויות אחרות שהציעו במהלך השנים.
כפי שהם קובעים במחקר זה, אלה "כוללים פסולת גאות ושפל של גלקסיה ננסית מוגזמת ומופרעת (עבאדי ואח '. 2009), כוכבי הלוויה שנותרו בחיים מפיצוצי הסופרנובה מסוג איא (SNe Ia) (Wang & Han 2009), התוצאה של אינטראקציה דינמית בין כוכבים מרובים (למשל, Gvaramadze et al. 2009), וההחלפות הנפלטות מהענן הגדול Magellanic (LMC), בהנחה שהאחרון מארח MBH (Boubert et al. 2016). "
בעתיד, הואנג וחבריו מצביעים על כך שהמחקר שלהם יהנה ממידע נוסף שיימסר על ידי משימת הגאיה של ה- ESA, שלטענתם ישפוך אור נוסף על אופן התנהגותם של ה- HVS ולאן הם מגיעים. כפי שהם קובעים במסקנותיהם:
מדידות התנועה הנכונות והמדויקות של גאיה אמורות לספק אילוץ ישיר על מקורן. לבסוף, אנו מצפים שיותר HVS יתגלה על ידי הסקרים הספקטרוסקופיים LAMOST המתמשכים וכך לספק אילוץ נוסף על מנגנוני הטבע והפליטה של HVSs. "
