Kunstniku illustratsioon galaktilisest pagulusest. Kujutise krediit: CfA. Pilt suuremalt.
Kuulake intervjuud: Galaktilised pagendajad (6,2 MB)
Või tellige Podcast: universetoday.com/audio.xml
Mis on Podcast?
Fraser Cain: Kas te räägite mulle tähtedest, mida vaatasite ja kuidas nad on tulnud meie galaktikast välja lööma?
Dr Warren Brown: Meie avastasime Linnutee kaugetes piirkondades kaks tähte, mis liiguvad kiirusel, mida keegi pole kunagi meie galaktikas näinud, vähemalt tähti väljaspool galaktilist keskust. Välja arvatud see, et need tähed asuvad galaktika keskusest sadade tuhandete valgusaastate kaugusel. Ja veel, nende kiiruse ainus usutav seletus on see, et galaktika keskmes asuv supermassiivne must august väljus nad.
Fraser: Nii et nad hiilisid supermassiivse musta augu lähedusse ja löödi välja?
Brown: Jah, siin on pilt. See stsenaarium nõuab kolme keha ja astronoomid väidavad, et kõige tõenäolisem viis, kuidas see juhtus, on see, kui teil on paar tähte. Nagu võite teada saada, on midagi sellist, nagu pooled tähed taevas, tegelikult süsteemid, mis sisaldavad paari või mõnikord rohkem tähti. Ja kui teil on tihedalt seotud tähtede paar, mis mingil põhjusel liiguvad supermassiivse musta augu lähedale, ületab musta augu raskus mingil hetkel tähtede paari vahelise sidumisenergia ja rebib ühe neist tähte . See hõivab ühe tähe, kuid teine täht jätab seejärel süsteemi paari orbitaalienergiaga. Ja nii saate selle kiiruse täiendava tõuke. See tähendab, et ülimassiivne must auk suudab põhimõtteliselt ühe tähe lahti siduda, selle hõivata ja jätta teisele kogu energiahulga, mis paaril varem oli. Ja see täht väljub siis kohe galaktikast.
Fraser: kui tavaline üksik täht oleks liiga lähedale jõudnud, poleks sellel energiat, mida väljutada. Ma arvan, et olen näinud mõnda simulatsiooni, kus täht jõuab mustale augule liiga lähedale ja muudab oma orbiidi suunda, kuid see tiirleb endiselt ringi.
Brown: Muidugi, võite ette kujutada, et see on nagu kosmoselaev, mis saab Jupiteri ümber tiiru või midagi sellist. Võite ette kujutada, et vahetate trajektoori ja saavutate mõnevõrra kiiruse. Kuid galaktikas pole mehhanismi, mis võimaldaks saavutada nii palju kiirust millegi jaoks, mis on 3-4 päikeseenergia tähe mass. Nähtava kiiruse loomiseks on vaja kolme keha interaktsiooni. Ja mida me jälgime, on nende liikumine meie suhtes. Nad liiguvad meist eemal kiirusega umbes 1–1,5 miljonit miili tunnis.
Fraser: Kui kiiresti oleks staarid läinud, kui nad tulid kohtuma oma purunemisega?
Brown: Ma ei tea seda kindlalt. Tõenäoliselt midagi 10-kordselt, vahetult enne seda hetke, kui nad mustast august mööda liuglevad. Muidugi, kui jätate selle musta augu gravitatsioonilise potentsiaali hästi, aeglustuvad need üsna järsult. Nende lõplikku põgenemiskiirust jälgime praegu; see on suurusjärgus miljon miili tunnis. Ja see on üle kahe korra kiiremini, kui peate meie galaktikast täielikult põgenema. Need tähed on tõesti pagulused. Neid hoitakse galaktikast eemale ja nad ei naase enam kunagi.
Fraser: Ja üks täht visatakse välja. Mis juhtub teise tähega?
Brown: see on huvitav küsimus. Tegelikult on olemas mõne teoreetiku kirjutatud teooria, mis soovitab, et need tähed, mis asuvad väga pikkade elliptiliste orbiidide keskel massiivse musta augu ümber, võiksid olla meie nn avastatud hüpermajanduse tähtede endised kaaslased. Ja just sellist orbiiti võiksite oodata. Kui täht pole nii õnnelik, et langeb otse musta auku, siis kui ta jääb natuke puudu, siis ta lihtsalt tiirleb ümber ja asub siis väga pikal elliptilisel orbiidil keskse massiivse musta augu ümber.
Fraser: Ja kust see paar alguse sai? Kas see on saatus, mis võib mõjutada mõnda läheduses asuvat binaarset tähte?
Brown: Noh, see saab tegelikult suurema pildi. Galaktika keskus on huvitav koht. Selles on palju noori tähti. Kolm noorimat galaktikas avastatud massiivset täheparvet pärinevad otse galaktika keskuse lähedalt. Ja need sisaldavad mõnda galaktika kõige massiivsemat tähte. Nii et seal ringi tiirleb palju noori tähti. Küsimus on selles, kuidas saate tähe oma orbiidi näpistada, nii et see laseb otse supermassiivse musta augu poole, selle asemel et tiirutada ümber selle, nagu Maa tiirleb ümber Päikese. Ja see on lahtine küsimus. Ja üks asi, mille need hüperlahenduslikud tähed oleme avastanud, annavad meile vihjeid selle mehhanismi toimimise kohta. Sest näiteks on üks mõte, et nende täheparvede puhul oleme me täheldatud. Võib-olla dünaamilise hõõrdumise tagajärjel võivad nad teiste tähtedega kokku puutudes vajuda aeglaselt galaktilise keskpunkti poole, kus on must auk. Ja kui see juhtus, võite ette kujutada, et äkki oli selle massiivse musta augu lähedal terve hunnik tähti. Võite saada nendest ülitäpsetest tähtedest purske. Väljutatavaid tähti on igasuguseid. Ja ometi on tähtedel, mida me kõik jälgime, galaktikakeskusest erinev sõiduaeg. See on ainult soovituslik, kuid juba hakkame suutma öelda midagi ülitäpse musta auguga interaktsioonis olevate tähtede ajaloo kohta. Ja mis seni ilmub, on see, et tähtklastrite langemise kohta galaktilisse keskusesse pole mingeid tõendeid.
Fraser: Võib olla mingi konveierilint, millest tärkavad tähed ja siis nad vajuvad aeglaselt alla ja siis lüüakse nad välja, kui nad liiga lähedale jõuavad.
Brown: Jah, see on omamoodi üks idee. Et see konveierilint tööle hakkaks, on teil konveieri tööks vaja mingit massiivset kohta nagu täheparv. Et saaksin midagi massiivse musta augu poole vajuda. Kuna massiivne objekt kohtub palju massiivseid esemeid, selgub, et vähem massiivsed objektid annavad pisut rohkem energiat välja. Kuna massiivne objekt, antud juhul täheparv, kaotab energiat, tema orbiit laguneb ja see jõuab galaktika keskpunkti lähedale.
Fraser: Arvestades väheste leitud tähtede arvu ja galaktikas suure arvu tähtedega, pidi nende kuttide jälitamine olema üsna keeruline töö. Mis oli teie kasutatud meetod?
Brown: Jah, see on tegelikult selle aja üks põnevamaid tulemusi. Esimene avastus aasta tagasi, pärast esimest hüpervõimekuse tähte, oli see midagi segaset avastust. Ja seekord otsisime neid aktiivselt. Ja trikk oli selles, et need asjad peaksid olema väga haruldased. Teoreetikute hinnangul on terves galaktikas neid tuhandeid tähti. Ja galaktika sisaldab üle 100 miljardi tähe. Niisiis pidime vaatama viisil, mis andis meile üsna hea võimaluse leida neist rohkem. Ja meie strateegia oli kahetine. Üks on see, et Linnutee äärealad sisaldavad enamasti vanu kääbustähti. Tähed nagu Päike või vähem tähti, mis on punased. Noori, siniseid massiivseid tähti pole ja see on selline täht, mida otsustasime otsida; tähed, mis on noored ja helendavad, nii et näeme neid kaugel, kuid kus neid galaktika äärealasid ei peaks olema. Ja strateegia teine osa oli nõrkade tähtede otsimine. Mida kaugemale te lähete, seda vähem on galaktikatähtede taustad, millega peate hakkama saama. Ja mida tõenäolisemalt puutute kokku nende ülitähtsate tähtedega, mitte ühe teise tähega, mis lihtsalt tiirleb galaktikast.
Fraser: ja mida saate kasutada, et öelda, kui kiiresti täht liigub?
Brown: selleks pidime võtma tähe spektri. Kasutades Arizonas asuvat 6,5 MMT teleskoopi, osutasime tähe ühele meie kandidaaditähest ja võtsime selle tähe valguse, panime vikerkaare spektrisse ja pildistasime seda spektrit. Ja tähe atmosfääri elemendid on sõrmejäljed. Näete vesiniku, heeliumi ja muude elementide tõttu neeldumisjooni. Ja kasutades liikumisi, teatas nende lainepikkuste Doppleri nihked - antud juhul punased nihked - meile, kui kiiresti tähed meist kaugenesid. Ja enamik meie valimis olnud tähti oli tavalised galaktikatähed; nad liikusid üsna aeglasel kiirusel ja siis juhtusid kaks neist sõitma üsna kiiresti, ja see oli kaks, millest just teatasime.
Fraser: Ja mis sa arvad, kas see räägib meile tähtede moodustumisest või galaktika keskpunktist või…
Brown: Noh, see on tegelikult seekord huvitav osa loost. Nüüd, kui meil on neist tegelikult proov, on need tõesti uus objektide klass, need ülitähtsad tähed, võime hakata midagi ütlema selle kohta, kust nad pärit on, st galaktika keskpunkt. Need tähed sobivad ainulaadselt meile loo jutustamiseks galaktikakeskuses toimuva kohta. Nende reisiajad räägivad meile nii ajaloost, toimuvast kui ka tähtedest, mida me näeme. Sel juhul on need noored sinised tähed - need 3-4 päikese massitähte -, mida astronoomid kutsuvad neid B-tüüpi tähtedeks. See, et oleme oma uuringupiirkonnas näinud kahte, mille oleme läbi viinud umbes 5% taevast, on kooskõlas tähtede keskmise jaotusega, mida te galaktikas nägite. Kuid vastuolus sellega, mida palju neist tähtedest klastrites galaktikakeskuses näete. Nii et just see, millist tüüpi tähti te näete, hakkab meile rääkima galaktikast välja lastud rahvaarvust. Sel juhul ei näe see välja nagu need ülivõimsad tähtede rühmad, vaid pigem teie keskmine täht, mis galaktikas rändab.
Fraser: Ja kui teie käsutuses oleks mingi super Hubble'i teleskoop, mida siis otsida?
Brown: Oh, me tahaksime nende tähtede liikumist taevast otsida. Nii et kõik, mida me teame, on nende minimaalne kiirus. Ainus, mida saame mõõta, on nende kiirus meie suhtes vaateväljas. Mida me ei tea, on taevatasandil kiirus, nn õige liikumine. Hubble'i abil saate seda teha, kui teil on 3-5-aastased lähtejooned, mille abil neid tähti liikuda. See peaks olema väga väike liikumine. Kui teil oleks super Hubble, siis ehk näeksite seda aasta pärast. Nii et seda oleks väga huvitav teada. See mitte ainult ei ütleks teile kindlalt, et need tõesti pärinevad galaktika keskusest ja mitte mujalt, vaid ka nende trajektooridest. Kui te oleksite täpselt teadnud, kuidas nad välja liiguvad, räägivad kõik galaktilisest keskpunktist sirgjoonest kõrvalekalded sellest, kuidas galaktika gravitatsioon on aja jooksul nende trajektoori mõjutanud. Ja see on ka väga huvitav teada.
Fraser: Õige, nii et see aitaks tumeda aine jaotust joonistada.
Brown: Täpselt, täpselt. Nii järeldavad astronoomid tumeda aine olemasolu. Me näeme tähti, mis tiirlevad galaktikast kiiremini kui nad peaksid olema, lihtsalt seetõttu, et näib olevat mass, mida me ei saa pidada nende orbiidil hoidmiseks. Ja sellest tumedast ainest on raske aru saada, kuidas see galaktikas ringi jaotub. Kuid need tähed asuvad juba galaktika äärelinnas ja neid läbides lisandub see häiring, see tumeda aine gravitatsiooniline tõmme, kui need asjad galaktikast läbi rändavad, aeglaselt liikudes. Nii et nad mõõdavad tegelikult selle tumeda aine jaotust, just oma orbiitidel. Nii et kui te saaksite mõõta nende liikumist tähtede valimis, hakkab see tegelikult andma teile ülevaate, kuidas tume aine jaotub galaktikas.
