Mliječni put ne može zadržati sve svoje zvijezde. Neke od njih bivaju izbačene u međugalaktički prostor i provode svoje živote na neizvjesnom putovanju. Tim astronoma je pobliže pogledao najmasovnije od ovih odbjeglih zvijezda da vidi mogu li otkriti kako su izbačene.
Kada astronomi posmatraju polje zvijezda u Mliječnom putu, jedna od stvari koje mjere je raspodjela brzina. Ukupna distribucija brzina zvjezdane populacije odražava rotaciju galaksije. A kada zvijezda nije usklađena s rotacijom galaksije, ona privlači pažnju astronoma.
Tim astronoma koji je radio sa dva kataloga masivnih zvijezda otkrio je čitavu gomilu zvijezda koje se kreću drugačije od galaksije. To su zvijezde odbjegle koje su na putu iz galaksije.
Nova otkrića nalaze se u radu pod naslovom "Galaktičke odbjegle O i Be zvijezde pronađene pomoću Gaia DR3." Bit će objavljen u časopisu Astronomy and Astrophysics, a glavni autor je Mar Carretero Castrillo, postdiplomski istraživač na Odsjeku za kvantnu fiziku i astrofiziku Instituta kosmosnih nauka Univerziteta u Barceloni.
Castrillo i njene kolege su svoj rad bazirale na dva zvjezdana kataloga. To su Galaktički O-Star katalog (GOSC) i Be Star Spectra (BeSS). Oba su katalozi različitih tipova masivnih zvijezda: zvijezda tipa O i zvijezda tipa Be, i njihovih podtipova.
Istraživači su također koristili podatke iz Gaie, moćne svemirske letjelice ESA za mjerenje zvijezda. Koristi astrometriju za mjerenje položaja, udaljenosti i kretanja jedne milijarde zvijezda.
Gajina misija mijenja astronomiju pružanjem tačnih, robusnih podataka koje drugi istraživači mogu koristiti u svojim istraživanjima. Ovaj rad je zasnovan na kombinaciji podataka Gaie i podataka iz dva kataloga.
Niko ne zna koliko je zvijezda odbjeglih na putu iz naše galaksije, ali astronomi ih stalno pronalaze. Neke procjene govore da 10 miliona odbeglih zvijezda bježi iz Mliječnog puta, ali ne znamo sa sigurnošću.
Možda zavisi od mehanizma koji ih tjera, a to je nešto što astrofizičari ne razumiju u potpunosti.
Ova studija ima za cilj da baci malo svjetla na fenomen odbjegle zvijezde posmatrajući posebno masivne zvijezde.
"Relevantni dio masivnih zvijezda su zvijezde odbjegle. Ove zvijezde se kreću značajnom specifičnom brzinom u odnosu na njihovu okolinu", objašnjavaju autori.
Namjerili su da otkriju i okarakteriziraju odbjegle masivne zvijezde ranog tipa u oba kataloga ispitujući Gaia podatke.
"Masivne OB zvijezde ranog tipa su najsjajnije zvijezde na Mliječnom putu", objašnjavaju.
OB zvijezde nisu samo masivne i mlade, one su i izuzetno zgodne. Oni se formiraju u labavo organiziranim grupama jedna s drugom koja se naziva OB asocijacije.
Zato što su mladi i zgodni, ne traju dugo. Važne su u astronomiji jer su tako masivne i energične i zato što mnoge od njih eksplodiraju kao supernove. Zato postoje posebni katalozi posvećeni njima.
Tim je uporedio podatke o Gaii sa GOSC i BeSS katalozima i došao do 417 zvijezda O-tipa i 1335 zvijezda Be-tipa prisutnih u Gaia-i i katalozima, respektivno.
Od toga su pronašli 106 odbjeglih zvijezda tipa O, što je 25,4 posto zvijezda u GOSC katalogu. Njih 42 su novoidentifikovane.
Pronašli su 69 odbjeglih zvijezda Be, što predstavlja 5,2 posto zvijezda u katalogu zvijezda tipa Be. Četrdeset sedam od njih je novo identifikovano. Sve u svemu, zvijezde tipa O kreću se brže od zvijezda tipa Be.
Zašto masivne zvijezde čine tako visok udio zvijezda odbjeglih? Postoje dvije konkurentske teorije koje pokušavaju da objasne zvijezde odbjegle, a obje uključuju masivne zvijezde. Jedan je scenario dinamičkog izbacivanja (DES), a drugi scenario binarne supernove (BSS).
OB zvijezde se često formiraju u binarnim parovima. U BSS, jedna zvijezda eksplodira kao supernova, a eksplozija šutne drugu zvijezdu.
Ako je situacija ispravna, preživjeloj zvijezdi se daje dovoljno energije u pravom smjeru da može pobjeći iz svoje veze sa svojim partnerom, koji je sada neutronska zvijezda ili crna rupa. Također može da izbjegne gravitaciono privlačenje Mliječnog puta. Ako se to dogodi, počinje svoje dugo putovanje u međugalaktički prostor.
U DES-u nema dramatične eksplozije supernove. Umjesto toga, zvijezda u kompaktnom, gusto zbijenom području doživljava gravitacijske interakcije s drugim zvijezdama.
Susreti između binarnih i pojedinačnih zvijezda mogu proizvesti bijeg, kao i susreti između dva binarna para. OB asocijacije gdje zvijezde tipa O i B imaju tendenciju da se formiraju su tipovi gustog okruženja koji mogu pokrenuti zvijezde odbjegle. Budući da je većina ovih zvijezda masivna, većina zvijezda odbjeglih je također.
Naučnici se decenijama pitaju o ova dva scenarija i raspravljaju o njima. Oba scenarija mogu proizvesti zvijezde s dovoljnom brzinom da pobjegnu iz galaksije. Proučavajući uzorak od 175 odbjeglih zvijezda, istraživači su otkrili da njihovi podaci favoriziraju jedno objašnjenje u odnosu na drugo.
"Viši procenti i veće brzine pronađene za O-tip u poređenju sa bekstvima tipa Be naglašavaju da je scenario dinamičkog izbacivanja vjerovatniji od scenarija binarne supernove", pišu oni.
Procenti spektralnih tipova predstavljenih u odbjeglim zvijezdama pomažu u objašnjenju njihovog zaključka. 25 posto zvijezda O-tipa u njihovom uzorku su odbjegle naspram 5 posto zvijezda tipa Be.
Druge studije su došle do drugačijih brojeva, ali kako autori ističu, "postoji slaganje u smislu da je procenat odbjeglih O zvijezda znatno veći nego kod B ili Be zvijezda."
Prethodna istraživanja pokazuju da zvijezde odbjegle O-tipa imaju veće brzine od zvijezda tipa B i Be. Prethodna istraživanja također pokazuju da dinamičko izbacivanje često rezultira bržim, masivnijim bijegom od scenarija binarne supernove.
"Zvijezde GOSC-Gaia DR3 općenito imaju veće brzine od onih u BeSS-Gaia DR3", objašnjavaju autori, što je u skladu s prethodnim istraživanjem.
"Ovo pojačava dominaciju scenarija DES-a nad scenarijem BSS", zaključuju.
