Межгалактическая звезда
, Межгалактическая звезда также известная как внутрископительная звезда или звезда-изгой , — это звезда, не связанная гравитацией с какой-либо галактикой . Несмотря на то, что в конце 1990-х годов межгалактические звезды вызывали много дискуссий в научном сообществе, сейчас считается, что межгалактические звезды возникли в галактиках, как и другие звезды, прежде чем были изгнаны в результате столкновения галактик или системы из нескольких звезд путешествия . вблизи сверхмассивной черной дыры , которая находится в центре многих галактик.
В совокупности межгалактические звезды в научной литературе называются внутрископительным звездным населением, или сокращенно IC-населением. [1]
Открытие
[ редактировать ]Гипотеза о том, что звезды существуют только в галактиках, была опровергнута в 1997 году с открытием межгалактических звезд. [2] Первые из них были обнаружены в скоплении галактик в Деве , где сейчас предположительно существует около триллиона галактик. [2]
Формирование
[ редактировать ]
То, как возникают эти звезды, до сих пор остается загадкой, но несколько научно обоснованных гипотез астрофизики предложили и опубликовали .
Самая распространенная гипотеза состоит в том, что столкновение двух или более галактик может выбросить некоторые звезды в обширные пустые области межгалактического пространства . Хотя звезды обычно находятся внутри галактик, они могут быть выброшены гравитационными силами при столкновении галактик. Принято считать, что межгалактические звезды могли возникнуть в первую очередь из чрезвычайно маленьких галактик, поскольку звездам легче избежать гравитационного притяжения меньшей галактики, чем большой галактики. [3] Однако когда большие галактики сталкиваются, некоторые гравитационные возмущения могут также вытеснять звезды. В 2015 году исследование сверхновых в межгалактическом пространстве показало, что звезды-прародители были изгнаны из своих родительских галактик во время галактического столкновения двух гигантских эллиптических тел, когда их центры сверхмассивных черных дыр слились. [4]
Другая гипотеза, которая не является взаимоисключающей с гипотезой галактических столкновений, заключается в том, что межгалактические звезды были выброшены из своей галактики родной в результате близкого столкновения со сверхмассивной черной дырой в центре галактики, если она там была. В таком сценарии вполне вероятно, что межгалактическая звезда (звезды) изначально была частью кратной звездной системы, где другие звезды были втянуты в сверхмассивную черную дыру, а будущая межгалактическая звезда была ускорена и выброшена прочь с очень большой скоростью. высокие скорости. Такое событие теоретически могло бы ускорить звезду до таких высоких скоростей, что она станет сверхскоростной звездой , тем самым выйдя из гравитационного колодца всей галактики. [5] В этом отношении модельные расчеты (1988 года) предсказывают, что сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь будет выбрасывать одну звезду в среднем каждые 100 000 лет. [6]
История наблюдений
[ редактировать ]В 1997 году космический телескоп «Хаббл» обнаружил большое количество межгалактических звезд в скоплении галактик Девы. Позже, в 1990-х годах, ученые обнаружили еще одну группу межгалактических звезд в Форнакс скоплении галактик .
В 2005 году в Смитсоновском центре астрофизики Уоррен Браун и его команда попытались измерить скорости сверхскоростных звезд, используя метод Доплера, с помощью которого свет наблюдает за аналогичными изменениями, которые происходят в звуке, когда объект движется прочь или навстречу. что-нибудь. Но обнаруженные скорости являются лишь приблизительными минимумами, поскольку в действительности их скорости могут быть больше, чем скорости, найденные исследователями. «Один из вновь обретенных изгнанников движется в направлении созвездия Большой Медведицы со скоростью около 1,25 миллиона миль в час по отношению к галактике. Он находится на расстоянии 240 000 световых лет от нас. Другой направляется к созвездию Рака со скоростью 1,43 миллиона миль в час. час и 180 000 световых лет от нас». [7]
В конце 2000-х годов было обнаружено диффузное свечение межгалактической среды, но неизвестного происхождения. В 2012 году было высказано предположение и показано, что оно может происходить от межгалактических звезд. Последующие наблюдения и исследования продвинули этот вопрос и описали диффузное внегалактическое фоновое излучение . более подробно [8] [9]
Некоторые астрономы Вандербильта сообщают, что они идентифицировали более 675 звезд на краю Млечного Пути, между Галактикой Андромеды и Млечным Путем. Они утверждают, что эти звезды являются сверхскоростными (межгалактическими) звездами, выброшенными из галактического центра Млечного Пути . Эти звезды представляют собой красные гиганты с высокой металличностью (мера доли химических элементов, отличных от водорода и гелия, в звезде), что указывает на внутреннее галактическое происхождение, поскольку звезды за пределами дисков галактик, как правило, имеют низкую металличность и старше. [10]
Было подтверждено, что некоторые недавно обнаруженные сверхновые взорвались за сотни тысяч световых лет от ближайшей звезды или галактики. [11] [4] Большинство кандидатов в межгалактические звезды, обнаруженные в окрестностях Млечного Пути, похоже, происходят не из Галактического центра, а из диска Млечного Пути или где-то еще. [12] [13]
Масса
[ редактировать ]В 2005 году космический телескоп «Спитцер» неизвестный до сих пор инфракрасный компонент обнаружил на заднем плане космоса . С тех пор несколько других анизотропий на других длинах волн, включая синее и рентгеновское излучение, были обнаружены с помощью других космических телескопов, и теперь они все вместе описываются как диффузное внегалактическое фоновое излучение . Ученые обсуждали несколько объяснений, но в 2012 году было предложено и впервые показано, как это диффузное излучение может исходить от межгалактических звезд. Если это так, то в совокупности они могут иметь такую же массу, как и галактики. В какой-то момент считалось, что популяция такой численности объясняет кризис недопроизводства фотонов и может объяснить значительную часть проблемы темной материи . [8] [9] [14] [15]
Известные локации
[ редактировать ]Первые межгалактические звезды были обнаружены в в Деве скоплении галактик . Эти звезды отличаются своей изолированностью: они находятся примерно в 300 000 световых годах от ближайшей галактики. Несмотря на сложность определения их точной массы, по оценкам, межгалактические звезды составляют около 10 процентов массы скопления Девы , потенциально перевешивая любую из его 2500 галактик. [10]
В 2012 году астрономы идентифицировали около 675 звезд-изгоев на краю Млечного Пути , по направлению к Галактике Андромеды . Эти звезды, вероятно, были выброшены из ядра Млечного Пути в результате взаимодействия с центральной сверхмассивной черной дырой . Исследование, проведенное Келли Холли-Бокельманн и Лорен Палладино из Университета Вандербильта, выявило необычную красную окраску и высокие скорости этих звезд, что указывает на их драматическое путешествие из центра галактики. [10]
См. также
[ редактировать ]- Голубой отставший - звезда главной последовательности, более яркая и синяя, чем ожидалось.
- HE 0437-5439 – сверхскоростная звезда в созвездии Дорадо.
- Межгалактическая пыль - космическая пыль между галактиками в межгалактическом пространстве.
- Внутрикластерная среда - перегретая плазма, пронизывающая скопление галактик.
- Планета-изгой - планеты, не связанные гравитацией со звездой или межзвездной планетой.
- Блуждающая черная дыра - межзвездный объект без родительской галактической группы.
- Звездная кинематика - Исследование движения звезд.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ М.Л. Грэм; диджей Сэнд; Д. Зарицкий; Си Джей Притчет (2 июля 2015 г.). «Подтверждение наличия сверхновых типа Ia без хозяев с помощью изображений космического телескопа Хаббл». Астрофизический журнал . 807 (1): 83. arXiv : 1505.03407 . Бибкод : 2015ApJ...807...83G . дои : 10.1088/0004-637X/807/1/83 . S2CID 118555601 .
- ^ Jump up to: а б «Центр новостей - Хаббл находит межгалактические звезды (14.01.1997)» . Сайт Хаббла. 14 января 1997 года . Проверено 9 декабря 2010 г.
- ^ Витце, Александра (2014). «Половина звезд скрывается за пределами галактик» . Природа . Издательская группа «Природа» . дои : 10.1038/nature.2014.16288 . S2CID 124585348 . Проверено 3 января 2015 г.
- ^ Jump up to: а б Нола Тейлор Редд (27 августа 2015 г.). «Одинокая сверхновая, вероятно, была изгнана из-за слияния черных дыр» . Будущие США . Проверено 7 мая 2021 г.
- ^ Бритт, Роберт Рой. «Изгнанные звезды: участники сапог Млечного Пути» . США СЕГОДНЯ . Space.com . Проверено 4 января 2015 г.
- ↑ НАСА: Сверхбыстрая звезда была загружена из Млечного Пути (22 июля 2010 г.)
- ^ Бритт, Роберт Рой. «Изгнанные звезды: участники сапог Млечного Пути» . США СЕГОДНЯ . Space.com . Проверено 4 января 2015 г.
- ^ Jump up to: а б Курей; и др. (22 октября 2012 г.). «Измерение фракции света внутри гало с анизотропией фона в ближней инфракрасной области». Природа . arXiv : 1210.6031v1 .
- ^ Jump up to: а б Земцов; и др. (5 ноября 2014 г.). «О происхождении анизотропии внегалактического фонового света в ближнем инфракрасном диапазоне». Природа . arXiv : 1411.1411 .
- ^ Jump up to: а б с Солсбери, Дэвид (30 апреля 2012 г.). «Звезды-изгои, выброшенные из галактики, обнаружены в межгалактическом пространстве» . Новости исследований . Университет Вандербильта . Проверено 3 января 2015 г.
- ^ Сталлард, Брайан (7 июня 2015 г.). «Между галактиками: обнаружены одинокие сверхновые» . Новости мира природы .
- ^ Бромли, Бенджамин К.; Кеньон, Скотт Дж.; Браун, Уоррен Р.; Геллер, Маргарет Дж. (1 ноября 2018 г.). «Ближайшие высокоскоростные звезды в Gaia DR2» . Астрофизический журнал . 868 (1): 25 (15 стр.). arXiv : 1808.02620 . Бибкод : 2018ApJ...868...25B . дои : 10.3847/1538-4357/aae83e . S2CID 119241516 .
- ^ де ла Фуэнте Маркос, Р.; де ла Фуэнте Маркос, К. (8 июля 2019 г.). «Полет далеко и быстро: распределение далеких кандидатов на сверхскоростные звезды по данным Gaia DR2». Астрономия и астрофизика . 627 : A104 (17 стр.). arXiv : 1906.05227 . Бибкод : 2019A&A...627A.104D . дои : 10.1051/0004-6361/201935008 . S2CID 186207054 .
- ^ «Колоссальное газовое облако обнаружено вокруг Млечного Пути» . Космос . 24 сентября 2012 года . Проверено 3 января 2015 г.
- ^ Чой, Чарльз К. (6 ноября 2014 г.). «Затерянные в космосе: половина всех звезд ускользает от галактик» . Космос . Покупка . Проверено 3 января 2015 г.
Источники
[ редактировать ]- Астрофизический журнал : Подтверждение наличия сверхновых типа Ia без хозяев с помощью космического телескопа Хаббла изображений (2 июля 2015 г.)
- Астрофизический журнал : Внутрикластерные сверхновые в многоэпохальном исследовании близлежащих скоплений (22 февраля 2011 г.)
