Вештачка илустрација галактичког егзила. Кредитна слика: ЦфА. Кликните за увећање.
Послушајте интервју: Галацтиц Екилес (6.2 МБ)
Или се претплатите на Подцаст: универсетодаи.цом/аудио.кмл
Шта је Подцаст?
Фрасер Цаин: Можете ли ми рећи о звездама које сте посматрали и како су их избацили из наше галаксије?
Др Ворен Браун: Оно што смо открили су две звезде у далеким регионима Млечног пута који путују брзином којом нико никада није стварно видео звезде у нашој галаксији, бар звезде изван галактичког центра. Само што су ове звезде удаљене стотине хиљада светлосних година од центра галактике. Па ипак, једино вероватно објашњење њихове брзине је да су их избацили супермасивна црна рупа у центру галаксије.
Фрасер: Значи, залутали су преблизу супермасивој црној рупи и били су некако избачени?
Браун: Да, па ево слике. Овај сценарио захтева три тела, а астрономи кажу да је највероватнији начин да се то деси ако имате пар звезда. Као што сте можда свесни, нешто попут половине звезда на небу су заправо системи који садрже пар, или понекад и више звезда. И тако, ако имате чврсто везан пар звезда који из неког разлога путују преблизу супермасивне црне рупе, у неком тренутку ће гравитација црне рупе премашити енергију везивања између пара звезда и раскинути једну од тих звезда . Ухватиће једну звезду, али друга звезда тада напушта систем са орбиталном енергијом пара. И на тај начин ћете добити ово додатно повећање брзине. То је да је супермасивна црна рупа у основи способна да одвеза једну звезду, зароби је и остави другу са целокупном количином енергије коју је пар некада имао. А та се звезда тада избацује право из галаксије.
Фрасер: Онда, ако се регуларна, једна звезда дође преблизу, не би имала енергије да се избаци. Мислим да сам видео неке симулације у којима се звезда превише приближила црној рупи и некако мења смер своје орбите, али још увек остаје у орбити около.
Браун: Наравно, могли бисте замислити да личи на свемирску летјелицу која се око Јупитера или слично. Можете замислити да можда мењате путању и добијате неку брзину. Али у галаксији не постоји механизам који би постигао толику брзину за нешто што је маса звезде од 3-4 соларне масе. За то је потребна интеракција са три тела да би се створила брзина коју видимо. А оно што опажамо је њихово кретање у односу на нас. Они се удаљавају од нас брзином од око 1-1,5 милиона миља на сат.
Фрасер: Колико брзо би звезде ишле кад су ушле у сусрет свом раскиду?
Браун: Не знам сигурно. Вероватно нешто 10 пута више од тога, пре тог тренутка када пролазе поред црне рупе. Наравно, док напуштате тај гравитациони потенцијални бунар црне рупе, они полако успоравају. Њихова коначна брзина бијега је оно што сада посматрамо; то је на нивоу од милион миља на сат И то је пуно више од двоструке брзине која вам је потребна да бисте потпуно побјегли из наше галаксије. Ове звезде су заиста прогнаници. Они су изгнани из галаксије и никада се неће вратити.
Фрасер: И једна звезда је избачена. Шта се дешава са другом звездом?
Браун: То је занимљиво питање. Заправо постоји теоријски рад који су написали неки теоретичари који су сугерисали да би ове звезде у веома дугим елиптичним орбитама око централне масивне црне рупе могле да буду некадашњи пратиоци овим такозваним звездама хипервелоцитета које смо открили. А то је врста орбите коју очекујете. Осим ако звезда није тако несретна да падне право у црну рупу, ако је пропусти само мало, она ће се само замахнути и тада бити на веома дугој елиптичној орбити око централне масивне црне рупе.
Фрасер: А одакле је пар настао? Да ли је ово судбина која би могла утицати на неке оближње бинарне звезде?
Браун: Па, то заправо добија ширу слику. Галактички центар је занимљиво место. Има пуно младих звезда. Три најмлађа масивна звјездана грозда откривена у галаксији потичу из близине центра галактике. И садрже неке од најмасовнијих звезда галаксије. Дакле, тамо има пуно младих звезда. Питање је како натерати звезду да подешава своју орбиту тако да пуца равно према супермасичној црној рупи, уместо да само кружи око ње, попут Земље која кружи око Сунца. А то је отворено питање. И једна ствар коју ове звезде хипервелоцитета које смо открили почињу да нам дају наговештаје о томе како тај механизам функционише. Јер, на пример, једна идеја је да смо са овим звездама нагомилали. Можда динамичким трењем, кад наиђу на друге звезде, могу полако да се спуштају ка галактичком центру где је црна рупа. А да би се то догодило, могли сте замислити да одједном постоји читава гомила звезда одмах поред те огромне црне рупе. Могли бисте добити рафал од ових звезда хипервелоцити. Постоје све врсте звезда које треба избацити. А ипак звезде које посматрамо имају различита времена путовања од галактичког центра. Ово је само сугестивно, али већ почињемо да можемо да кажемо нешто о историји звезда у интеракцији са супермасивном црном рупом. И оно што се појављује до сада је да нема доказа да звездани гроздови падају у галактички центар.
Фрасер: Могла би постојати нека врста покретне траке којом се звезде рађају, а затим полако потону, а затим их избацују кад се превише приближе.
Бровн: Да, то је једна идеја. Да би транспортна трака функционисала, потребно вам је неко велико масивно место попут звездиног снопа да би тај транспортер радио. Да могу нешто да потонем према огромној црној рупи. Како се масивни објект сусреће са мноштвом масивних објеката, испоставило се да ће мање масивни предмети имати тенденцију да емитују мало више енергије. Како масивни објект, у овом случају звездани кластер, губи енергију, његова орбита пропада и приближава се галактичком центру.
Фрасер: Са неколико звезда које сте пронашли и великим бројем звезда у галаксији, мора да је био прилично тежак посао да пронађу ове момке. Који је био метод који сте користили?
Браун: Да, то је заправо један од узбудљивих резултата овог времена. Прво откриће, пре годину дана, после прве звезде хипервелоцити-а, било је то незнатно откриће. И овог пута смо их активно тражили. А трик је био у томе што би те ствари требале бити веома ретке. Теоретичари процењују да у целој галаксији можда постоји хиљаду ових звезда. А галаксија садржи преко 100 милијарди звезда. Тако да смо морали да гледамо на начин који нам је пружио прилично добре шансе да их нађемо више. А наша стратегија је била двострука. Један је да се на периферији Млечног пута налазе углавном старе патуљасте звезде. Звезде попут Сунца или мање звезде које су црвене. Не постоје младе, плаве масивне звезде, и то је она врста звезде коју смо одлучили да потражимо; звезде које су младе и блиставе тако да их можемо видети далеко, али где не би требало бити ове звезде на периферији галаксије. А други део стратегије био је тражење светлих звезда. Што даље одлазите, све мање звезда галаксије у позадини се морате суочити. И већа је вероватноћа да ћете наићи на ове звезде хипервелоцити, за разлику од друге звезде која само орбитира око галаксије.
Фрасер: И који је метод којим се заправо говори колико брзо се звезда креће?
Браун: За то смо морали да узмемо спектар звезде. Користећи 6,5 ММТ телескоп у Аризони, усмерили смо звезду према једној од наших кандидатских звезда и ми узимамо светлост из те звезде и ставимо је у дугин спектар и снимимо тај спектар. А елементи у звјезданој атмосфери служе као отисак прста. Можете да видите линије апсорпције због водоника и хелијума и других елемената. И помоћу покрета, Допплер се помера - у овом случају црвеним помацима - тих таласних дужина, који нам говоре колико брзо се звезде удаљавају од нас. И већина звезда у нашем узорку биле су нормалне звезде галаксија; кретали су се прилично малим брзинама, а онда се десило да су две путовале прилично брзо, и то су две које смо управо најавили.
Фрасер: А шта мислите, ово нам говори о формирању звезда, или центру галаксије, или ...
Браун: Па, то је заправо занимљив део приче овог пута. Сада када ми заправо имамо узорак ових, то су заиста нова класа објеката, ове звезде хипервелоцити, можемо почети да кажемо о томе одакле долазе, а то је галактички центар. Ове звезде су јединствено погодне да нам испричају шта се дешавало у галактичком центру. Њихова времена путовања говоре нам о историји, о ономе што се догађа, али ио врстама звезда које видимо. У овом случају, ове младе, плаве звезде - ове 3-4 звезде соларне масе - које астрономи називају звездама Б типа. Чињеница да смо у нашем истраживачком региону видели две, које смо извели на око 5% неба, у складу је са просечном расподјелом звијезда које ћете видјети у галаксији. Али у нескладу с оним што мноштво ових звезда гроздова видите у галактичком центру. Дакле, управо чињеница о звездама које видите почиње да нам говори о популацији онога што је пуцано из галаксије. У овом случају не изгледа као да су то супермасивне групе звезда, већ ваше просечне звезде које лутају галаксијом.
Фрасер: А да сте имали на располагању неку врсту супер Хуббле телескопа, шта бисте желели да потражите?
Браун: Ох, желели бисмо да тражимо кретање ових звезда на небу. Дакле све што знамо је ли њихова минимална брзина. Једино што можемо да измеримо је њихова брзина у линији вида у односу на нас. Оно што не знамо је ли брзина у небеској равни, такозвано правилно кретање. То је могуће и са Хубблеом, ако имате 3-5 година основне линије са којима ћете видети како се ове звезде крећу. То би требао бити врло мали покрет. Да сте имали супер Хуббле, можда бисте га могли видјети за годину дана. То би било врло занимљиво знати. Не само да би вам то сигурно саопштило да они заиста долазе из галактичког центра, а не из неког другог места, већ и са њихових путања. Ако сте тачно знали како се крећу, свако одступање од правца од центра галактике говори вам о томе како гравитација галаксије током времена утиче на њихову путању. А то је такође врло занимљиво знати.
Фрасер: Тачно, тако да би то могло помоћи при планирању дистрибуције тамне материје.
Браун: Тачно тачно. Тако астрономи закључују присуство тамне материје. Видимо звијезде како круже око галаксије брже него што би требале бити само зато што се чини да постоји маса која их не можемо објаснити ако их држимо у њиховим орбитама. А ову тамну материју, тешко је схватити како се дистрибуира око галаксије. Али ове звезде су већ на периферији галаксије, и док пролазе кроз њу, ово узнемирење, ово гравитационо повлачење тамне материје док те ствари путују кроз галаксију полако се сабирају како напредују. Значи они заправо мере расподелу ове мрачне материје, само на својим орбитама. Дакле, ако бисте могли да мерите њихово кретање, узорака звезда, то вам заправо почиње да дајете до знања како се тамна материја дистрибуира око галаксије.
