Сверхмассивная черная дыра Млечного Пути разлучила звездную пару

Астрономы обнаружили самую быструю из известных на сегодняшних день гиперскоростную звезду главной последовательности S5-HVS1, которая движется по галактике со скоростью почти 1755 километров в секунду. Предполагается, что 4,8 миллиона лет назад двойная система, в которую входила звезда, прошла относительно близко к сверхмассивной черной дыре в центре Млечного Пути, в результате одна из звезд была захвачена черной дырой, а другая отброшена прочь. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

На протяжении последних ста лет исследований звездного населения нашей галактики тема поиска быстро движущихся звезд на небе или в трехмерном пространстве сильно интересовала астрономов. Одной из первых подобных работ была кандидатская диссертация Яна Оорта, в которой была определена граница между звездами с высокой и низкой скоростями, составляющая 63 километра в секунду. В 1950–1960-х годах термин «высокоскоростная звезда» использовался для обозначения звезд, движущихся с скоростями около ста километров в секунду, в основном это были объекты из гало Млечного Пути. Примерно в то же время появился другой тип высокоскоростных объектов — убегающие OB-звезды, чьи скорости движения отличались от скорости вращения диска на 100-200 километров в секунду. 

Механизмы, предложенные для объяснения формирования таких высокоскоростных звезд, включают в себя либо взрыв сверхновой в двойной системе, либо выброс объекта из звездного скопления в результате столкновений. Некоторое время подобные модели казались наиболее хорошими, однако в 1988 году астроном Джек Хиллс предложил совершенно новую модель образования гиперскоростных звезд, которые движутся со скоростями около тысячи километров в секунду, в результате взаимодействия двойной звездной системы со сверхмассивной черной дырой в центрах галактик.

В новой работе группа астрономов во главе с Сергеем Копосовым (Sergey Koposov) сообщает об открытии самой быстрой из известных на сегодняшних день гиперскоростной звезды главной последовательности S5-HVS1. Звезду открыли с помощью 3,9-метрового телескопа AAT (Anglo-Australian Telescope) в рамках обзора неба S5 (Southern Stellar Stream Spectroscopic Survey), а ее существование затем подтвердили данными космического телескопа Gaia.

Звезда S5-HVS1 относится к спектральному типу A, характеризуется высоким уровнем металличности и имеет массу 2,35 массы Солнца. Она находится в созвездии Журавля, на расстоянии 29 тысяч световых лет от Солнца, и имеет гелиоцентрическую лучевую скорость 1017±2,7 километра в секунду, при этом скорость звезды в Галактической системе отсчета составляет 1755±50 километров в секунду. Она занимает третье место по скорости среди одиночных гиперскоростных звезд в нашей галактике; первое и второе место принадлежат белым карликам.

Моделирования, проведенные астрономами с целью восстановления траектории звезды в прошлом, показали, что точка старта однозначно находится в районе центра Млечного Пути, в области размером 50×1000 парсеков. Предполагается, что 4,8 миллиона лет назад двойная система, в которую входила S5-HVS1, прошла относительно близко к сверхмассивной черной дыре, чье гравитационное влияние послужило причиной разрушения системы, и одна из звезд была захвачена черной дырой, а другая отброшена прочь со скоростью около 1800 километров в секунду. Это пока что единственный случай открытия гиперскоростной звезды, в образовании которой точно участвовала сверхмассивная черная дыра. Траектория и время полета S5-HVS1 совпадают с плоскостью орбиты и возрастом кольца из молодых звезд в центре галактики и, следовательно, могут быть связаны с процессом его формирования. Теперь ученые намерены разобраться с другими кандидатами в подобные объекты и установить механизмы, приведшие к их образованию.

Ранее мы рассказывали о том, как «Хаббл» раскрыл тайну выброшенных сверхновых и где ученые обнаружили двойную систему звезд-бегунов, которая движется почти с четвертой космической скоростью нашей галактики.

Александр Войтюк