כוכב כחול לוהט צעיר - החור השחור העל-מסיבי דיבר, הגיע הזמן שתעזוב את הגלקסיה. כוכב אחד מוכנס למסלול אליפטי סביב החור השחור העל-מסיבי, והשני נזרק היישר מהגלקסיה. ד"ר וורן בראון מהמרכז לאסטרופיסיקה של הרווארד-סמיתסוניאן היה אחד האסטרונומים שהקים לאחרונה שני כוכבים גולים.
האזינו לראיון: גולים גלקטיים (6.2 מגה-בתים)
או הירשם לפודקאסט: universetoday.com/audio.xml
פרייזר קיין: האם אתה יכול לספר לי על הכוכבים שצפית ואיך הם באו להיזרק מהגלקסיה שלנו?
ד"ר וורן בראון: מה שגילינו הם שני כוכבים באזורים המרוחקים של שביל החלב שנוסעים במהירות שאיש לא ראה מעולם כוכבים בגלקסיה שלנו, לפחות כוכבים מחוץ למרכז הגלקטי. אלא שהכוכבים הללו מרוחקים מאות אלפי שנות אור מהמרכז הגלקטי. ובכל זאת, ההסבר היחיד המתקבל על מהירותם הוא שהם הופלטו על ידי החור השחור העל-מסיבי במרכז הגלקסיה.
פרייזר: אז הם סטו קרוב מדי לחור השחור העל-מסיבי והיו סוגים עליהם?
בראון: כן, אז הנה התמונה. תרחיש זה דורש שלושה גופים, ואסטרונומים אומרים כי הדרך הסבירה ביותר שזה קרה היא אם יש לכם זוג כוכבים. כפי שאתה ודאי מודע, משהו כמו מחצית הכוכבים בשמיים הם למעשה מערכות המכילות זוג, או לפעמים יותר כוכבים. וכך אם יש לכם זוג כוכבים כבול חזק, שמשום מה, נסע קרוב מדי לחור השחור העל-מסיבי, בשלב מסוים כוח הכבידה של החור השחור יעלה על האנרגיה המחייבת בין צמד הכוכבים וקרע את אחד הכוכבים האלה משם . הוא יתפוס את הכוכב האחד, אבל הכוכב השני עוזב את המערכת עם האנרגיה המסלולית של הצמד. וככה משיגים את המהירות הנוספת הזו. זה שהחור השחור העל-מסיבי הוא בעצם מסוגל לפתוח כוכב אחד, ללכוד אותו ולהשאיר את האחר עם כל כמות האנרגיה שיש לזוג בעבר. ואז הכוכב הזה נפלט היישר מהגלקסיה.
פרייזר: אז אם כוכב בודד רגיל היה מתקרב מדי, לא תהיה לו את האנרגיה להיפלט. אני חושב שראיתי כמה הדמיות בהן הכוכב מתקרב יותר מדי לחור השחור וסוג כזה משנה את כיוון מסלולו, אך הוא ממשיך להמשיך במסלול סביבו.
בראון: בטח, אתה יכול לדמיין שזה כמו חללית שמקבלת קלע סביב צדק או משהו כזה. אתה יכול לדמיין שאתה יכול לשנות את מסלול הדרך ולהשיג מהירות מסוימת. אך בגלקסיה אין שום מנגנון שישיג מהירות רבה כל כך למשהו שהוא המסה של כוכב מסת שמש. זה דורש אינטראקציה בין שלושה גופים כדי ליצור את המהירות שאנו רואים. ומה שאנו מתבוננים הוא תנועתם ביחס אלינו. הם מתרחקים מאיתנו במהירות של כ- 1-1.5 מיליון קמ"ש.
פרייזר: כמה מהר הכוכבים היו עוברים כשנכנסו לפגישה עם ההתפרקות שלהם?
בראון: אני לא יודע בוודאות. כנראה משהו פי עשרה מזה, ממש לפני אותו רגע בו הם מתנדנדים מעבר לחור השחור. כמובן שכשאתה משאיר את הפוטנציאל הכבידתי הזה של החור השחור, הם מאטים די לפתע. מהירות הבריחה הסופית שלהם היא מה שאנו רואים כעת; זה בסדר גודל של מיליון מיילים לשעה. וזה יותר מפי שניים מהמהירות שאתה צריך כדי לברוח מהגלקסיה שלנו לגמרי. הכוכבים האלה באמת גולים. הם מוציאים מהגלקסיה והם לעולם לא יחזרו.
פרייזר: וכוכב אחד נבעט החוצה. מה קורה לכוכב השני?
בראון: זו שאלה מעניינת. למעשה יש מאמר תיאוריה שכמה תיאורטיקנים כתבו שהציעו שהכוכבים הללו במסלולי סגלגל ארוכים מאוד סביב החור השחור והמאסיבי המרכזי עשויים להיות המלווים לשעבר לכוכבי היפר-היוקראיות האלה שגילינו. וזה סוג המסלול שאתה מצפה לו. אלא אם כן הכוכב כל כך חסר מזל שהוא נופל ישר לתוך החור השחור, אם הוא מתגעגע רק קצת, הוא פשוט יתנדנד ואז יהיה על מסלול אליפטי ארוך מאוד סביב החור השחור המסיבי המרכזי.
פרייזר: ואיפה מקורם של הזוג? האם זה גורל שעשוי להשפיע על כמה כוכבים בינאריים סמוכים?
בראון: ובכן, זה באמת מגיע לתמונה הגדולה יותר. המרכז הגלקטי הוא מקום מעניין. יש בו המון כוכבים צעירים. שלושה מאשכולות הכוכבים המסיביים הצעירים ביותר שהתגלו בגלקסיה מגיעים ממש סמוך למרכז הגלקטי. והם מכילים כמה מהכוכבים המסיביים ביותר בגלקסיה. אז יש המון כוכבים צעירים המסתובבים שם למטה. השאלה היא, איך גורמים לכוכב לצבוט את מסלולו כך שהוא יורה היישר לעבר החור השחור העל-מסיבי, במקום רק להסתובב סביבו, כמו כדור הארץ המקיף את השמש. וזו שאלה פתוחה. ודבר אחד שכוכבי ההיפר־לוקציות האלה שגילינו מתחילים לתת לנו רמזים לגבי אולי איך המנגנון הזה עובד. מכיוון, למשל, רעיון אחד הוא שעם אשכולות הכוכבים האלה צפינו. אולי על ידי חיכוך דינאמי, כאשר הם נתקלים בכוכבים אחרים, הם יכולים לשקוע לאט לאט לעבר המרכז הגלקטי שם יש את החור השחור. וזה היה קורה, אתה יכול לדמיין שפתאום היו חבורה שלמה של כוכבים ליד אותו חור שחור מסיבי. אתה יכול להתפרץ מכוכבי ההיפרות האלה. יש כל מיני כוכבים שייפלטו. ובכל זאת לכוכבים שאנו מתבוננים כולם יש זמני נסיעה שונים מהמרכז הגלקטי. זה רק מרמז, אבל כבר עכשיו אנו יכולים לומר משהו על ההיסטוריה של הכוכבים המקיימים אינטראקציה עם החור השחור העל-מסיבי. ומה שמופיע עד כה, הוא שאין עדות לכך שצבירי כוכבים נופלים למרכז הגלקטי.
פרייזר: יכול להיות שיש איזושהי מסוע שכוכבים נולדים ואז הם שוקעים לאט לאט ואז הם נבעטים החוצה כשהם מתקרבים מדי.
בראון: כן, זה סוג של רעיון אחד. כדי שהמסוע יעבוד, אתה זקוק למקום מסיבי כמו צביר כוכבים כדי שהמסוע יעבוד. להיות מסוגל לשקוע משהו כלפי החור השחור המסיבי. כאשר חפץ מסיבי נתקל בהרבה חפצים מאסיביים, מסתבר שהעצמים הפחות מאסיביים נוטים לוותר על קצת יותר אנרגיה. ככל שהאובייקט המסיבי, במקרה זה מצרר כוכבים, מאבד אנרגיה, מסלולו מתפרק והוא מתקרב למרכז הגלקטי.
פרייזר: עם מספר הכוכבים המעטים שמצאתם, והמספר הגדול של הכוכבים בגלקסיה, זו בטח הייתה עבודה די קשה לאתר את החבר'ה האלה. מה הייתה השיטה בה השתמשת?
בראון: כן, זו בעצם אחת התוצאות המלהיבות של הזמן הזה. התגלית הראשונה, לפני שנה, אחרי כוכב ההיפרלוקוס הראשון, היא הייתה משהו מתגלית סרנדיפיטית. והפעם חיפשנו אותם באופן פעיל. והטריק היה שהדברים האלה צריכים להיות נדירים מאוד. תיאורטיקנים מעריכים שיש אולי אלף מכוכבים אלה בכל הגלקסיה. והגלקסיה מכילה למעלה ממאה מיליארד כוכבים. אז היינו חייבים להסתכל באופן שנתן לנו סיכוי לא רע למצוא יותר מהם. והאסטרטגיה שלנו הייתה כפולה. האחת היא שבפאתי שביל החלב מכילים בעיקר כוכבים ישנים וגמדים. כוכבים כמו השמש, או פחות כוכבים שהם אדומים. אין כוכבים צעירים וכחולים מאסיביים וזה סוג הכוכבים שהחלטנו לחפש; כוכבים צעירים וזוהרים כך שנוכל לראות אותם רחוק, אבל איפה שלא אמורים להיות הכוכבים האלה כאלה בפאתי הגלקסיה. והחלק האחר של האסטרטגיה היה לחפש כוכבים קלושים. ככל שאתה הולך יותר, כוכבי גלקסיה פחות רקע אתה צריך להתמודד איתם. וככל שסביר יותר שתתקל בכוכבי ההיפר-לוקוס האלה, לעומת כוכב אחר שפשוט מקיף את הגלקסיה.
פרייזר: ומה השיטה בה אתה משתמש כדי לומר כמה מהר הכוכב זז?
בראון: בשביל זה היינו צריכים לקחת ספקטרום של הכוכב. בעזרת הטלסקופ 6.5 MMT באריזונה, כיוונו את הכוכב לאחד מכוכבי המועמדים שלנו ואנחנו לוקחים את האור מאותו כוכב ואנחנו מכניסים אותו לספקטרום הקשת ומצלמים את הספקטרום הזה. והאלמנטים באטמוספירה מהממים משמשים טביעת אצבע. ניתן לראות קווי ספיגה עקב מימן והליום ואלמנטים אחרים. וזה היה בשימוש בתנועות, משמרות דופלר - במקרה זה התזוזות האדומות - מאותן אורכי גל אמרו לנו כמה מהר הכוכבים מתרחקים מאיתנו. ורוב הכוכבים במדגם שלנו היו כוכבי גלקסיה רגילים; הם נעו במהירות מהירה למדי ואז שניים כאלה נסעו די מהר וזה השניים שהכרזנו ממש עכשיו.
פרייזר: ומה לדעתך זה אומר לנו על היווצרות כוכבים, או מרכז הגלקסיה, או ...
בראון: ובכן, זהו למעשה חלק מעניין בסיפור הפעם. כעת, כשיש לנו מדגם כזה, אלה באמת סוג חדש של אובייקטים, כוכבי ההיפלוקוס, אנו יכולים להתחיל לומר משהו מאיפה הם מגיעים, שהוא המרכז הגלקטי. הכוכבים האלה מתאימים באופן ייחודי לספר לנו את הסיפור על המתרחש במרכז הגלקטי. זמני המסעות שלהם מספרים לנו משהו על ההיסטוריה, מה קורה, אבל גם על סוגי הכוכבים שאנחנו רואים. במקרה זה, הכוכבים הצעירים הכחולים האלה - 3-4 הכוכבים המוניים של השמש - אותם מכנים אותם אסטרונומים כוכבים מסוג B. העובדה שראינו שניים באזור הסקר שלנו, שביצענו במשך כ -5% מהשמיים, עולה בקנה אחד עם ההתפלגות הממוצעת של הכוכבים שהייתם רואים בגלקסיה. אבל לא עולה בקנה אחד עם כמה מקבצי הכוכבים האלה שרואים במרכז הגלקטי. אז בדיוק סוג הכוכבים שאתה רואה מתחיל לספר לנו על האוכלוסייה של מה שנורה מהגלקסיה. במקרה זה זה לא נראה כמו אשכולות הכוכבים העל-מסיביות האלה, אלא הכוכב הממוצע שלך שמשוטט בגלקסיה.
פרייזר: ואם היה לך לרשותך איזו טלסקופ סופר האבל, מה היית רוצה לחפש?
בראון: אה, נרצה לחפש את תנועת הכוכבים האלה בשמיים. אז כל מה שאנחנו יודעים אם המהירות המינימלית שלהם. הדבר היחיד שאנחנו יכולים למדוד הוא המהירות שלהם בקו הראייה ביחס אלינו. מה שאנחנו לא יודעים שיש מהירות במטוס השמיים, מה שנקרא תנועה נכונה. אפשר לעשות זאת עם האבל, אם יש לך קו בסיס של 3-5 שנים איתו אתה יכול לראות את הכוכבים האלה זזים. זו צריכה להיות תנועה קטנה מאוד. אם היה לך סופר האבל, אולי היית יכול לראות את זה בעוד שנה. אז זה יהיה מאוד מעניין לדעת. לא רק שזה יגיד לך בוודאות שאלו באמת מגיעים מהמרכז הגלקטי ולא ממקום אחר, אלא גם מסלולי הדרך שלהם. אם ידעת בדיוק איך הם עוברים, כל סטייה בקו ישר מהמרכז הגלקטי מספרת לך על איך כוח הכבידה של הגלקסיה השפיע על מסלול הדרך שלהם לאורך זמן. וזה גם מאוד מעניין לדעת.
פרייזר: נכון, כך זה יעזור לעלילת התפלגות החומר האפל.
בראון: בדיוק, בדיוק. אז אסטרונומים מסיקים נוכחות של חומר אפל. אנו רואים כי כוכבים סובבים את הגלקסיה מהר יותר מכפי שהם צריכים להיות רק מכיוון שנראה שיש מסה שאיננו יכולים להסביר אם הם מחזיקים אותם במסלוליהם. והעניין האפל הזה, קשה להתמודד עם אופן התפוצה שלו סביב הגלקסיה. אבל הכוכבים הללו כבר נמצאים בפאתי הגלקסיה, וככל שהם עוברים דרכה, ההפרעה הזו, המשיכה הכבידה הזו של חומר אפל כאשר דברים אלה עוברים דרך הגלקסיה מסתכמת אט אט כשהם הולכים. אז הם באמת מודדים את התפלגות החומר האפל הזה, רק על מסלוליהם. כך שאם הייתם יכולים למדוד את תנועתם, של מדגם של כוכבים, זה בעצם מתחיל לתת לכם ידית כיצד החומר האפל מופץ סביב הגלקסיה.
