Szökött csillag

A futócsillag , a szökevénycsillag olyan csillag ,  amely a környező csillagközi közeghez képest abnormálisan nagy sebességgel mozog [1] . Egy ilyen csillag megfelelő mozgását gyakran pontosan a csillagszövetséggel kapcsolatban jelzik , amelynek egykor tagja kellett lennie, mielőtt kidobták volna. Napunk csak egy a galaxisunkban – a Tejútrendszerben – található 400 milliárd csillag közül . A galaxis lassan forog, 250 millió évenként egy fordulatot. A Tejútrendszer legtöbb csillaga lépést tart lassú forgásával: a Nap sebessége például a többi csillaghoz képest 19,4 km/s. De vannak "szökött csillagok" is a Galaxisban: sebességük a többi csillaghoz képest akár 200 km/s [2] . Az O spektrális osztályba tartozó csillagok körülbelül 10-30%-a és a B spektrális osztályba tartozó csillagok 5-10%-a rendelkezik ilyen nagyságrendű sebességgel [3] . Valamennyien a Galaxis viszonylag fiatal lakói - akár 50 millió évesek is, és ez idő alatt viszonylag kis távolságokat tesznek meg az űrben - több száz parszektól több kiloparszekig, így néha meg lehet határozni, hogy melyik halmazban találhatók. születtek [2] .

Galaxisunkban a legnagyobb sebesség az S5-HVS1 (1700 km/s [4] ) és az US 708 (1200 km/s [5] ) csillagokról ismert.

Futócsillagok és íjsokk

Egyes szökevénycsillagok összenyomott anyagból íj lökéshullámot hoznak létre , amely nagyon hasonlít a vízen úszó csónak körüli orr lökéshullámhoz. Ez a hullám ugyanolyan fizikai természetű , mint a sugárhajtású vadászgép által keltett légi lökéshullám . Amikor egy szökevény csillag nagy sebességgel halad át a csillagközi közegben (gáz és por nagyon vékony keveréke) szuperszonikus sebességgel , a csillagközi anyag láthatóvá válik íjlökés formájában. A „ szuperszonikus sebesség ” kifejezés azt jelenti, hogy egy mozgó tárgy sebessége nagyobb, mint a környezeti hangsebesség . Míg a Föld légkörének alsó rétegében ez a sebesség körülbelül 330 m/s, addig a szinte üres csillagközi térben körülbelül 10 km/s.[ adja meg ] . Így az OB csillag körüli íjütés észlelése azt jelenti, hogy az szuperszonikus sebességgel mozog, és így megbízhatóan azonosítható szökőcsillagként, még akkor is, ha a sebességét közvetlenül nem mérték [6] .

A közeli szökevény csillagok és főbb jellemzőik

A Naptól 750 pc távolságra 56 szökött csillagot ismerünk. Ezek a csillagok szinte minden paraméterükben nem különböznek a Galaxis korongkomponensének többi csillagától, kivéve a nagy térbeli sebességet. Ebből a csoportból négy csillag tömege meghaladja a 25 naptömeget (ezeknél a csillagoknál a tömeget a spektrum formája határozza meg nem túl nagy pontossággal) [7] :

Név szentmise, M ⊙ Sebesség, km/s
ξ Perseus 33 65
HD 64760 25-35 31
ζ Takarmány 67 62
λ Cephei 40-65 74

Feltételezzük, hogy az ilyen csillagok vagy a halmazok és társulások dinamikus evolúciója során jönnek létre , amelyben születtek (a legvalószínűbb ok a szoros hármas megközelítés), vagy egy kettős rendszer bomlása eredményeként egy szupernóva-robbanás során. , amikor egy futócsillag induló impulzust kap egy társcsillag robbanása során [7] . Bár elméletileg mindkét mechanizmus lehetséges, a csillagászok a gyakorlatban hajlamosak a szupernóva -robbanás hipotézisére hajlani . R. Hoogerwerf és munkatársai a Leiden Obszervatóriumban Hollandiában a Hipparcos műhold adatait felhasználva követték nyomon 56 szökött csillag mozgását az idő múlásával, és bizonyítékokat találtak mindkét elmélet alátámasztására [8] . A szerzők nyomon követték ezeknek a csillagoknak a mozgását a Galaxisban, és legtöbbjüknél (beleértve mind a 4 hatalmasat) megtalálták, hogy mikor és milyen társulásból repültek ki ezek a csillagok, valamint azt is, hogy a két lehetséges kilökődési mechanizmus közül melyik működött az egyes csillagoknál ( a csillagok többsége a kettősök bomlásakor kilökődött). Valószínűleg mind a négy nagy tömegű elszabadult csillag a kettős rendszerekben történt szupernóva-robbanások eredményeként szerezte meg nagy térsebességét . A szerzők több érvet is felhoznak egy ilyen következtetés mellett [8] :

Az első és második mechanizmus százalékos arányának meghatározása a szökevénycsillagok kialakulásában erős korlátozásokat támaszt a halmazok kialakulásával és a csillagfejlődéssel kapcsolatos elméletekben. A 2000 -ben végzett numerikus szimulációk kimutatták [8] , hogy a szökött csillagok száma segíthet meghatározni például a halmazokban született kettőspárok számát. A Hipparcos katalógusban szereplő O-B csillagok mindössze egyharmadánál mértek sugárirányú sebességet . A rendelkezésre álló adatok alapján elmondható, hogy mindkét mechanizmus megközelítőleg egyenértékű. A szökött csillagok számának növekedésével, amelyek sebessége és térbeli helyzete meghatározásra kerül, meg lehet találni szülőhalmazaikat, valamint életkorukat és kezdeti sebességüket [7] .

Runaway Star α Giraffe

A csillag a Zsiráf csillagképben található, és négyezer fényévnyire van a Földtől . Tömege 25-30-szor haladja meg a Nap tömegét, ötször melegebb a Napnál (hőmérséklete 30 ezer fok), és ötszázezerszer fényesebb a Napnál. Az α Zsiráf szökött csillag íjütést hoz létre , amely 60 km/s sebességgel terjed, és összenyomja útjában a csillagközi közeget . A fejhullám körülbelül tíz fényévnyire van magától a csillagtól . A csillag erős csillagszelet is bocsát ki . A csillagászok régóta úgy gondolják, hogy az α zsiráf a halmaz többi tagjával való gravitációs kölcsönhatások miatt kilökődött egy közeli fiatal, forró csillaghalmazból. Egy másik hipotézis szerint a csillag (a kettõs rendszerbõl kirepülve) egy hatalmas kísérõcsillag szupernóvaként történõ felrobbanásának eredményeként nyerhet sebességet [9] .

Runaway Star ζ Ophiuchus

Ahogy a ζ mozog , az Ophiuchus csillagközi anyag íves hullámát képezi maga előtt, ami tökéletesen látható ezen a színes infravörös képen, amelyet a WISE űrszonda készített . Egy hamis színes fényképen ζ Ophiuchi kékesnek tűnik. A kép közepe közelében található, és 24 km/s sebességgel halad felfelé. A csillag tömege húszszorosa a Napénak . Erős csillagszél repül a csillag előtt, összenyomja és felmelegíti a csillagközi anyagot, és íj lökéshullámot képez . Körülötte viszonylag zavartalan anyagból álló felhők. Valószínűleg ζ Ophiuchi valaha egy kettős csillagrendszer tagja volt, társa sokkal nagyobb tömegű volt, és korábban fejezte be életútját. Amikor a kísérőcsillag szupernóvaként felrobbant, és közben katasztrofálisan tömegét veszítette, ζ Ophiuchus kikerült a rendszerből. ζ Az Ophiuchus 460 fényévnyire található tőlünk. Fényereje 65 000-szer fényesebb, mint a Napé. Az égbolt egyik legfényesebb csillaga lenne , ha nem venné körül sűrű, fényelnyelő közeg. Ez a WISE teleszkóppal készült fénykép 1,5 fokot fed le, ami körülbelül 12 fényévet fed le [10] .

Runaway Star AE Aurigae

Az AE Aurigae  egy fényes csillag, közvetlenül alatta és a közepétől balra az IC 405 színes portréján, amely Lángoló Csillag-ködként is ismert [12] . A kozmikus felhővel körülvett O spektrális típusú forró változócsillag energetikai sugárzásával a gázszálak mentén elhelyezkedő hidrogént világít. Egy csillag kék fénye visszaverődik a csillagközi porról . Az AE Aurigae csillag egy teljesen más felhőben született, amelyből világít. A csillagászok az űrben való mozgásának helyreállítása során arra a következtetésre jutottak, hogy nagy valószínűséggel az Orion-ködben született körülbelül 2,7 millió évvel ezelőtt [13] . A közeli csillagokkal több mint kétmillió évvel ezelőtti gravitációs kölcsönhatások egy másik O-csillaggal, a μ Dove -val együtt kiütötték eredeti helyeiről . A szökött csillagok különböző irányokba sodródtak, 200 km/s-kal távolodtak el egymástól. Jelenleg a köztük lévő szögtávolság 70º [3] .

Szökött sztárok az Orion OB1-es egyesületében

Az OB1 Orion egyesületben három futócsillag ismert - AE Aurigae és μ Dove mellett még 53 Kos [14] . Az első kettő színben, tömegben és korban szinte teljesen megegyezik, és egyenként akár 100 km/s sebességgel mozognak, miután 2,5 millió évvel ezelőtt elhagyták az OB1 Orion egyesületet. Blaau és Morgan csillagászok 1954 - ben felvetették [15] , hogy mindkét csillag egyetlen eseménynek köszönhető ilyen nagy sebességre. Gies és Bolton 1986 - ban arra a következtetésre jutott [16] , hogy az AE Aurigae , a μ Dove és egy hatalmas, nagy orbitális excentricitású csillagpár, az ι Orionis (O és B óriások) egy kettős kölcsönhatás eredménye, amely futócsillagok megjelenése. Sem az AE Aurigae , sem a μ Dove nem mutatott tömegcsere jeleit a múltban (ezt a hélium mennyisége alapján ítéljük meg ), ami azt jelenti, hogy valószínűleg a dinamikus forgatókönyv az oka annak, hogy ez a két csillag kilökődik a halmazból. A kutatók a múltba való extrapoláció után azt találták, hogy a csillagok körülbelül 2,7 millió évvel ezelőtt löktek ki az Orion trapézéből [12] .

Szupernóva-robbanás a Felső-Skorpió csoportban

1952 -ben Blaau felfedezte [17] , hogy Zeta Ophiuchi egykor az OB2 Scorpio egyesülethez tartozott . Akár a Felső-Skorpió csoportból szállhatott fel 1 millió évvel ezelőtt, vagy a Felső Centauri-Farkas csoportból 3 millió évvel ezelőtt. A ζ Ophiuchus tulajdonságai (például a hélium mennyisége és a forgási sebesség ) azt mutatják, hogy valaha egy szoros bináris rendszer része volt . A csillagászok 1 kpc sugarú rádiópulzárokat teszteltek , szupernóva -  maradványokat , amelyek relatív mozgása megbízhatóan mérhető. Ennek eredményeként felfedezték a legfeljebb 3 millió éves PSR J193211059 pulzárt , amely 1 millió évvel ezelőtt körülbelül 200 km/s sugársebességgel hagyta el a Felső-Skorpió csoportot. Mindez határozottan megerősítette, hogy valaha egy pár voltak, és a felrobbanó csillag ζ Ophiuchust dobta az egyik irányba, maga pedig repült a másikba.

Csillagfejlődés kettős rendszerben. Elszabadult csillagok kompakt műholdai

Az ismert OB-csillagok körülbelül fele bináris rendszerek tagja. Az ilyen rendszerek modern evolúciós forgatókönyveit Ed van den Heuvel dolgozta ki [18] . Rájött, hogy egy szoros kettős rendszer kialakulása során intenzív tömegátadási fázis következik be, melynek eredményeként az anyag a nehéz csillagból a könnyebb társához áramlik. Ennek fontos következményei vannak a rendszer további fejlesztése szempontjából. A tömegátadás több millió évig, vagy még rövidebb ideig megy végbe, ha a nehéz, és ezért a leggyorsabban fejlődő csillag megnövekszik, és szuperóriássá válik , ami sokszor nagyobb, mint a mi Napunk. Az anyagátadás sebessége olyan nagyra nőhet, hogy ez a kezdetben nehéz csillag végül könnyebbé válik társánál. A tömegátviteli szakasz nem fogja megváltoztatni a szuperóriás végső sorsát , és továbbra is ez lesz az első, amely szupernóvaként robban fel . A tömegátadási folyamat fontos eredménye azonban az lesz, hogy a szupernóva-robbanás utáni központi maradvány , azaz egy neutroncsillag vagy fekete lyuk gravitációsan megkötve marad, és az OB csillag körüli pályán marad, még azután is, hogy magasra emelkedett. szökési sebesség.

Így a nehézcsillagok kettõs rendszerekben történõ evolúciójáról ismertek alapján egy OB-csillagot, amely szupernóva-robbanással kilökött az OB-asszociációból, egy kompakt csillagmaradványnak kell kísérnie. A múltban azonban sok csillagász gondosan megvizsgálta az elszabadult OB csillagokat neutroncsillagok vagy fekete lyukak jelenlétére , de ehhez hasonlót nem találtak. Ez a negatív megfigyelési eredmény nyilvánvalóan nem támasztja alá a szupernóva - forgatókönyvet . Új megfigyelések alapján azonban az ESO Lex Kaper által vezetett csillagászcsoport [19] megállapította , hogy az ismert Vela X-1 kettősrendszer , amely egy OB csillagból és egy neutroncsillagból áll, rendelkezik a szökevénycsillagok összes jellemzőjével. A Vela X-1 a Vela csillagkép legfényesebb röntgenforrása . Az úgynevezett röntgenpulzárból [20] áll , amely természetesen egy szupernóva-robbanás eredményeként keletkezett neutroncsillag és egy kísérője, egy OB csillag.

Az ESO -n a viszonylag fényes HD 77581 OB csillag és kísérője (optikailag láthatatlan) Vela X-1 közelében készült kép a La Silla Obszervatórium 1,54 méteres távcsövénél készült keskeny sávú H-alfa szűrőn keresztül. világosan mutatja egy tipikus lökésfejhullám jelenlétét, így azonnal megerősíti a rendszer "szökött" állapotát [21] . Valójában ez az egyik „legtökéletesebb” parabolikus lökéshullám, amelyet még soha nem figyeltek meg ilyen egyértelműen egy elszabadult OB csillag körül [22] . Ezenkívül az orr lökéshullám iránya azt jelzi, hogy a rendszer észak felé halad, és ennek megfelelően a származási helyének a jelenlegi helyzetétől délre kell lennie. Ott található a jól ismert Vel OB1 OB egyesület .

A Vel OB1 távolságmérései (körülbelül 6000 fényév ) és a HD 77581 megfigyelt megfelelő mozgása és sugárirányú sebessége alapján a Vela X-1 90 km/s sebességgel számolható . Ilyen ütemben a HD 77581 -nek és kompakt társának körülbelül 2,5 millió évbe telne, hogy kirepüljön a Vel OB1 szövetségből és bekerüljön jelenlegi helyzetébe. Ez pontosan megfelel a szülő szupernóva robbanása óta eltelt várható időnek [6] .

Jegyzetek

  1. ↑ Szökött csillag  . The Encyclopedia of Science . Archiválva az eredetiből 2013. január 24-én.
  2. ↑ 1 2 Dr Karl. Runaway  Stars . Dr. Karl nagy pillanatai a tudományban . ABC Science (2001. október 29.). Archiválva az eredetiből 2013. január 24-én.
  3. ↑ 12 Jim Kaler . Mu Columbae (angol) . CSILLAGOK . Archiválva az eredetiből 2013. január 24-én.  
  4. ↑ Sergey E Koposov et al. Egy közeli, 1700 km/s-os csillag felfedezése a Tejútból Sgr A* által , 2019
  5. ↑ Stephan Geier et al. Galaxisunk leggyorsabb kötetlen csillaga, amelyet egy termonukleáris szupernóva lökött ki , 2015
  6. ↑ 1 2 A Runaway Stars rejtélye megoldva  . eso9702-Science Release . ESO (1997. január 14.). Archiválva az eredetiből 2013. január 24-én.
  7. ↑ 1 2 3 4 M.E. Prohorov, S.B. Popov. Szökött sztárok . Hol lehet keresni egyetlen fekete lyukat? . Asztronet (2002).
  8. ↑ 1 2 3 Hoogerwerf, R.; de Bruijne, JHJ; de Zeeuw, PT The Origin of Runaway Stars  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2000. - December ( 544. köt., , 2. sz.). - P.L133-L136 . - doi : 10.1086/317315 . - Iránykód .  (Angol)
  9. ↑ Steve Mandel. A szökött sztár α Zsiráf . Astronet (2006. november 24.).
  10. ↑ NASA . BÖLCS . ζ Oph: szökött csillag . Astronet (2011. február 4.).
  11. ↑ Rolf Geissinger. AE Auriga és a Lángoló Csillag-köd . Astronet (2011. március 11.).
  12. ↑ 1 2 WISE elkap egy futócsillagot a  lángokban . UC Berkeley (2010. november 23.). Archiválva az eredetiből 2013. január 24-én.
  13. ↑ T. A. rektor és B. A. Wolpa. AE Charioteer: A Blazing Star . Astronet (2001. december 4.).
  14. ↑ Hoogerwerf, R.; de Bruijne, JHJ; de Zeeuw, PT A nagy sebességű O és B típusú csillagok eredetéről. II. Futócsillagok és pulzárok kilökődött a közeli fiatal csillagcsoportokból  // Astronomy and Astrophysics  : Journal  . - 2001. - január ( 365. köt., ). - P. 49-77 . - doi : 10.1051/0004-6361:20000014 . - .  (Angol)
  15. ↑ Blaauw, A.; Morgan, WW The Space Motions of AE Aurigae and μ Columbae with Respect to the Orion Nebula  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 1954. - május ( 119. kötet ). — 625. o . - doi : 10.1086/145866 . - .  (Angol)
  16. ↑ Gies, D. R.; Bolton, CT Az OB elszabadult csillagainak bináris gyakorisága és eredete  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 1986. - június ( 61. kötet ). - P. 419-454 . - doi : 10.1086/191118 . - .  (Angol)
  17. ↑ Blaauw, A. The Evolution of Expanding Stellar Associations; the Age and Origin of the Scorpio-Centaurus Group  (angol)  // Astronomy and Astrophysics  : Journal. - 1952. - 1. évf. 11 . - P. 414-419 . - Iránykód .  (Angol)
  18. ↑ van den Heuvel, EPJ Massive Stars in Interacting Binaries: Wrap-up  // ASP Conference Series. - 2007. - S. 367 . - .  (Angol)
  19. ↑ Lex Kaper, Jacco van Loon, Thomas Augusteijn, Paul Goudfrooij, Nando Patat, Albert Zijlstra és Waters. Íjsokk felfedezése a Vela X-1 körül  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 1997. - január 20. ( 475. kötet , 1. szám ). - doi : 10.1086/310454 . - . — arXiv : 9611017 .  (Angol)
  20. ↑ Barziv, O.; Kaper, L.; Van Kerkwijk, MH; Telting, JH; Van Paradijs, J. A Vela X-1 neutroncsillag tömege  (angolul)  // Astronomy and Astrophysics  : Journal. - 2001. - október ( 377. köt. ). - P. 925-944 . - doi : 10.1051/0004-6361:20011122 . - .  (Angol)
  21. ↑ L. Kaper és társai Runaway Star . Astronet (1997. december 2.).
  22. ↑ L. Kaper és társai Runaway Star . Astronet (1999. november 27.).

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák