Быстрая звезда. Раскрыто происхождение самой быстрой звезды в нашей галактике (2 фото)

Наша вселенная настолько огромна, что осознать всю ее сущность чрезвычайно сложно. Мы можем попытаться мысленно объять ее необъятные просторы, но каждый раз наше сознание барахтается лишь на поверхности. Сегодня мы решили привести некоторые интригующие факты, которые, вероятно, вызовут недоумение.

Когда мы смотрим в ночное небо, мы видим прошлое

Первый же представленный факт способен поразить воображение. Когда мы смотрим на звезды в ночном небе, мы видим свет звезд из прошлого, свечение, путешествующее в пространстве многие десятки и даже сотни световых лет, прежде чем достигнуть человеческого глаза. Иными словами, всякий раз, когда человек бросает взгляд на звездное небо, он видит то, как светила выглядели когда-то раньше. Так, наиболее яркая звезда Вега находится от Земли на расстоянии 25 световых лет. И тот свет, что мы видели сегодня ночью, эта звезда оставила 25 лет назад.

В созвездии Ориона есть примечательная звезда Бетельгейзе. Она находится на расстоянии 640 световых лет от нашей планеты. Поэтому, если мы взглянем на нее сегодня ночью, то увидим свет, оставленный во время Столетней войны между Англией и Францией. Однако другие звезды находятся еще дальше, следовательно, глядя на них, мы соприкасаемся с еще более глубоким прошлым.

Телескоп "Хаббл" позволяет оглянуться на миллиарды лет назад

Наука постоянно развивается, и теперь у человечества есть уникальная возможность рассматривать очень удаленные объекты во Вселенной. И все благодаря замечательной инженерной разработке НАСА телескопу "Хаббл" со сверхглубоким полем. Именно благодаря этому лабораториям НАСА удалось создать некоторые невероятные образы. Так, с помощью изображений с этого телескопа в период с 2003 по 2004 год был отображен крошечный участок неба, содержащий 10 000 объектов.

Невероятно, но большинство из отображенных объектов - это молодые галактики, выступающие как портал в прошлое. Глядя на полученное изображение, люди переносятся на 13 млрд. лет назад, что всего лишь на 400-800 млн. лет позже Большого взрыва. Именно он с научной точки зрения и заложил начало нашей Вселенной.

Отголоски Большого взрыва проникают в старый телевизор

Для того чтобы уловить космическое эхо, существующее во Вселенной, нам потребуется включить старый ламповый телевизор. В тот момент, пока мы еще не настроим каналы, мы увидим черно-белые помехи и характерный шум, щелчки или потрескивания. Знайте, что на 1% эта помеха состоит из космического фонового излучения, последствий послесвечения Большого взрыва.

Стрелец В2 - это гигантское облако алкоголя

Недалеко от центра Млечного Пути, на расстоянии 20 000 световых лет от Земли, существует молекулярное облако, состоящее из газа и пыли. Гигантское облако содержит 10 в 9 степени миллиардов литров винилового спирта. Обнаружив эти важные органические молекулы, ученые получили некоторые подсказки первых строительных блоков жизни, а также их производных веществ.

Существует планета-алмаз

Астрономы обнаружили самую большую планету-алмаз в нашей галактике. Названа эта массивная глыба кристаллического алмаза Люси, в честь одноименной песни Биттлз о небесах с бриллиантами. Планета Люси обнаружена на расстоянии 50 световых лет от Земли в созвездии Центавра. Диаметр гигантского алмаза составляет 25 000 миль, что намного больше Земли. Вес планеты оценивается в 10 млрд. триллионов карат.

Путь солнца вокруг Млечного пути

Земля, а также другие объекты солнечной системы вращаются вокруг Солнца, в то время как наше светило, в свою очередь, совершает оборот вокруг Млечного пути. Для того, чтобы замкнуть один оборот, Солнцу требуется 225 миллионов лет. Знаете ли вы, что последний раз наше светило было в своем нынешнем положении в галактике, когда на Земле начался распад супер континента Пангеи, и динозавры начали свое развитие.

Самая большая гора Солнечной системы

На Марсе существует гора под названием Олимп, являющаяся гигантским щитовым вулканом (аналогом вулканов, обнаруженных на Гавайских островах). Высота объекта - 26 километров, а его диаметр простерся на 600 километров. Для сравнения: Эверест, самая большая вершина Земли, в три раза меньше, чем его аналог с Марса.

Вращение Урана

Знаете ли вы, что Уран вращается относительно Солнца практически «лежа на боку», в отличие от большинства других планет, имеющих меньшее отклонение оси? Такое гигантское отклонение приводит к очень длинным сезонам, где каждый полюс получает примерно 42 года непрерывного солнечного света летом и аналогичное время вечной темноты зимой. Последний раз летнее солнцестояние наблюдалось на Уране в 1944 году, зимнее ожидается лишь в 2028 году.

Особенности Венеры

Венера - самая медленно вращающаяся планета в Солнечной системе. Она вращается так медленно, что полный оборот занимает больше времени, чем прохождение по орбите. Это значит, что день на Венере фактически длится дольше, чем ее год. Эта планета также является пристанищем для постоянных электронных штормов с высокими показателями СО2. Также Венера окутана облаками серной кислоты.

Самые быстрые объекты во Вселенной

Считается, что быстрее всего во Вселенной вращаются нейтронные звезды. Пульсар - это особый тип нейтронной звезды, излучающий импульс света, скорость которого и позволяет астрономам измерить скорость вращения. Самое быстрое вращение зафиксировано у пульсара, который совершает вращение более чем на 70 000 километров в секунду.

Сколько весит ложка нейтронной звезды?

Наряду с невероятно высокой скоростью вращения, нейтронные звезды обладают повышенной плотностью своих частиц. Так, по оценкам специалистов, если бы мы могли собрать одну столовую ложку вещества, сконцентрированного в центре нейтронной звезды, а затем ее взвесили, то полученная масса равнялась бы приблизительно одному миллиарду тонн.

Есть ли жизнь за пределами нашей планеты?

Ученые не оставляют попыток выявить разумную цивилизацию в любом другом, кроме Земли, месте во Вселенной. Для этих целей разработан специальный проект под названием «Поиск внеземного разума». Проект включает в себя исследование наиболее перспективных планет и спутников, таких как Ио (спутник Юпитера). Существуют предпосылки, что там могут быть обнаружены доказательства примитивной жизни.

Также ученые рассматривают теорию того, что жизнь на Земле могла произойти более чем один раз. Если это будет доказано, то перспективы касательно других объектов во Вселенной будут более чем интригующими.

В нашей галактике 400 миллиардов звезд

Несомненно, Солнце имеет большое значение для нас. Это источник жизни, источник тепла и света, источник энергии. Но это всего лишь одна из многих звезд, населяющих нашу галактику, центром которой является Млечный путь. По последним оценкам в нашей галактике насчитывается более 400 миллиардов светил.

Также ученые ищут разумную жизнь среди 500 миллионов планет, вращающихся вокруг других звезд, со схожими с Землей показателями удаленности от Солнца. За основу исследований берется не только удаленность от светила, но и показатели температурного режима, наличие воды, льда или газа, правильная комбинация химических соединений и другие формы, способные построить жизнь, такую же, как на Земле.

Заключение

Итак, во всей галактике существует 500 миллионов планет, где потенциально может существовать жизнь. Пока еще эта гипотеза не имеет конкретных доказательств и основана только на предположениях, однако и опровергнуть ее также нельзя.

На Гавайях астрономы обнаружили звезду, которая стала в своём роде рекордсменом среди светил нашей Галактики. Она движется с небывалой скоростью в 1200 километров в секунду, или 2,7 миллионов километров в час, что примерно на 750 километров в секунду быстрее средней звёздной скорости в Галактике.

Её скорость настолько высока, что звезда буквально противится силе притяжения Млечного Пути и "убегает" из него. В отличие от других , это компактное небесное тело, как выяснили учёные, было изгнано очень мощным термоядерным взрывом сверхновой.

Большинство звёзд, в том числе и наше Солнце, вращаются вокруг своей оси с умеренными скоростями. Только некоторые звёзды при вращении — они не вращаются по конкретной орбите, а избегая силы притяжения галактик, .

Обычно из нашей Галактики такие звёзды выбрасываются, как предполагают учёные, . Часто, когда бинарная система звёзд подходит слишком быстро к сверхмассивной чёрной дыре, интенсивное гравитационное поле разрывает пару — одна звезда попадает внутрь дыры, а другую выбрасывает в межгалактическое пространство.

(фото NASA/CXC/U.Texas).

Группа астрономов под руководством Стефана Гайера (Stephan Geier) из Европейской Южной обсерватории наблюдала за данной звездой, известной как горячий субкарлик О US 708, с помощью спектрографа Ecellette и тепловизора 10-метрового телескопа Keck II. Сама звезда была открыта 10 лет назад и, кажется, представляет собой остаток красного гиганта , который был лишён всего своего водорода — осталось лишь плотное, горячее гелиевое ядро, массой около трети нашего Солнца.

Учёные измерили расстояние до звезды и её скорость вращения на настоящий момент (более 100 километров в секунду). Затем они сравнили полученные измерения координат с цифровыми архивами Pan-SRARRS1 и вычислили тангенциальную составляющую скорости звезды .

Совместив все измерения, группа определила, что в настоящий момент звезда перемещается со скоростью 1200 километров в секунду, что намного выше, чем скорости других известных звёзд-путешественниц, блуждавших по Млечному Пути. Что ещё важнее, траектория US 708 свидетельствует о том, что сверхмассивная чёрная дыра в центре Галактики никак не могла стать причиной развития такой высокой скорости субкарлика.

"US 708 явно не бежала из галактического центра, а в нашей Галактике точно нет второй сверхмассивной чёрной дыры, — комментирует Гейер. — Чёрные дыры меньших размеров, образовывающиеся при коллапсе массивной звезды, такую работу выполнить не смогут.

(иллюстрация ESA/HUBBLE, NASA, S. GEIER).

Тело US 708 является быстро вращающейся компактной гелиевой звездой, которая, скорее всего, образовалась при взаимодействии с другой звездой, то есть изначально она была частью ультракомпактной бинарной системы, обмениваясь гелием с массивным белым карликом .

В конечном счёте такое соседство привело к термоядерному взрыву сверхновой типа Ia . Из-за детонации субкарлик US 708 был изгнан и отправился путешествовать с высокой скоростью по Галактике, а бинарная система распалась. Высокая скорость вращения US 708 подтверждает эту теорию.

Результаты данных наблюдений доказывают связь между гелиевыми звёздами и термоядерными сверхновыми. Астрономы считают их шагом к пониманию событий, предшествующих этим загадочным взрывам. Несмотря на то, что яркие взрывы сверхновых типа Iа используются для измерения ускоряющегося расширения Вселенной, причины их возникновения до сих пор неизвестны.

Что касается звезды US 708, то она покинет Млечный Путь примерно через 25 миллионов лет, с течением времени охладится и превратится в белого карлика. Результаты исследования описаны в статье , опубликованной в журнале Science.

Какая звезда вращается быстрее всех? Если не считать нейтронные звезды и другие продукты звездной эволюции, то ответ надо искать среди массивных молодых звезд. Совсем недавно астрономы обнаружили звезду-рекордсмен, которая вращается быстрее любой другой нормальной звезды. Свое открытие астрономы совершили с помощью Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории, сообщает пресс-релиз ESO .

Самая быстровращающаяся звезда находится в галактике-спутнике Млечного Пути, Большом Магеллановом Облаке, на расстоянии 160000 световых лет от Земли. Астрономы выявили ее в ходе обзора самых ярких и массивных звезд в , колыбели тысяч звезд в Большом Магеллановом Облаке. Среди множества звезд, сияющих в этой туманности, звезда VFTS 102 обладает одной совершенно уникальной характеристикой: она вращается со скоростью более 2 миллионов километров в час! Это более чем в 300 раз превышает скорость вращения Солнца и очень близко к критической скорости, при которой звезда будет разорвана центробежной силой. Звезда VFTS 102 является на сегодняшний день самой быстровращающейся звездой.

Участок туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке. Стрелкой показана звезда VFTS 102, которая является самой быстровращающейся звездой из всех известных. Изображение получено из комбинации снимков в оптическом и инфракрасном диапазонах, полученных на 2,2-метровом телескопе MPG/ESO в обсерватории Ла-Силья и 4,1-метровом инфракрасном телескопе VISTA в обсерватории Паранал. Фото: ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey/Cambridge Astronomical Survey Unit

Познакомимся с ней поближе. Это настоящая звезда-гигант, в 25 раз массивнее Солнца и примерно в 100000 раз ярче его. По космическим меркам жизнь таких звезд коротка, как у бабочки-однодневки. Исчерпав ядерное горючее, они взрываются сверхновыми звездами. В эти краткие мгновения их светимость нередко превышает светимость целой галактики.

«Невероятно большая скорость вращения и необычное движение среди окружающих звезд заставили нас задуматься, не произошло ли с этой звездой чего-либо необыкновенного на ранних стадиях ее существования. Нас охватили подозрения»

Астрономы обнаружили, что звезда VFTS 102 движется в пространстве со скоростью, существенно отличающейся от скорости соседних с ней звезд. «Невероятно большая скорость вращения и необычное движение среди окружающих звезд заставили нас задуматься, не произошло ли с этой звездой чего-либо необыкновенного на ранних стадиях ее существования. Нас охватили подозрения», - говорит Филип Дафтон (Philip Dufton) из Королевского Университета в Белфасте, Северная Ирландия (Queen’s University Belfast, Northern Ireland, UK), ведущий автор статьи, в которой излагаются результаты исследования.

Пекулярная скорость VFTS 102 указывает на то, что эта звезда, возможно, была выброшена из двойной системы после того как ее компаньон взорвался в виде сверхновой. Такие звезды, разогнавшиеся благодаря «эффекту пращи» называют звездами-беглецами. Идея, что VFTS 102 является «беглянкой», поддерживается наблюдательными фактами: в окрестности VFTS 102 обнаружены пульсар и связанный с ним остаток сверхновой.

Самая быстровращающаяся звезда в изображении художника. Массивная и яркая молодая звезда VFTS 102 вращается со скоростью 2 миллиона километров в час или более 500 км/с! Центробежные силы искажают сферическую форму звезды, образуя на экваторе звезды тонкий диск горячей плазмы. Звезда могла раскрутиться за счет получения материала от компаньона, который, вероятно, взорвался в виде сверхновой, и прекратил свое существование.

Лоеб и Гильшон рассчитали, что слияние сверхмассивных черных дыр должно было бы выбросить звезды с широким диапазоном скоростей. Немногие из них достигли бы околосветовой скорости, но остальные разогнались бы достаточно серьезно. К примеру, говорит Лоеб, в наблюдаемой Вселенной может быть больше триллиона звезд, которые движутся со скоростью 1/10 от световой, то есть порядка 107 000 000 километров в час.

Поскольку движение одиночной изолированной звезды через межгалактическое пространство будет достаточно тусклым, только мощные телескопы будущего вроде , запланированного к запуску в 2018 году, смогут их обнаружить. Да и то, скорее всего, такие телескопы смогут увидеть только звезды, которые достигли наших галактических окрестностей. Большинство выброшенных звезд, скорее всего, образовались рядом с центрами галактик и были выброшены вскоре после своего рождения. Это означает, что они путешествуют уже большую часть своего жизненного времени. В таком случае возраст звезды будет приблизительно равен времени, которое путешествует звезда. Объединив время пути с измеренной скоростью, астрономы смогут определить расстояние от домашней галактики звезды до наших галактических окрестностей.

Если астрономы смогут найти звезды, которые были выброшены из одной галактики в разное время, они смогут использовать их для измерения расстояния до этой галактики в разных моментах в прошлом. Глядя на то, как это расстояние менялось со временем, можно будет определить, насколько быстро расширяется Вселенная.

Две сливающиеся галактики

У сверхбыстрых блуждающих звезд может быть и другое применение. Когда сверхмассивные черные дыры сталкиваются одна с другой, они создают рябь в пространстве и времени, которые отображают интимные подробности слияния черных дыр. Космический телескоп eLISA, запланированный к запуску в 2028 году, будет выявлять гравитационные волны. Поскольку сверхбыстрые звезды образуются, когда черные дыры вот-вот сольются, они будут выступать своего рода сигналом, который укажет eLISA на возможные источники гравитационных волн.

Существование таких звезд будет одним из самых ярких сигналов того, что две сверхмассивные черные дыры находятся на пороге слияния, говорит астрофизик Энрико Рамирес-Руис из Калифорнийского университета в Санта-Крус. Хотя их может быть сложно обнаружить, они будут представлять принципиально новый инструмент для изучения Вселенной.

Через 4 миллиарда лет наша галактика столкнется с галактикой Андромеда. Две сверхмассивные черные дыры в их центрах сольются, и звезды тоже могут быть выброшены. Наше Солнце слишком далеко от центра галактик, чтобы быть выброшенным, но другая звезда, возможно, будет удерживать обитаемые планеты. И если люди к тому времени еще будут существовать, они потенциально смогут сесть на эту планету и отправиться в другую галактику. Хотя, конечно, эта перспектива далека, как ни одна другая.

Самая быстрая из известных звезд Млечного Пути находится на пути прочь из галактики, и последнее исследование показывает, что галактического пинка с ускорением звезде дала сверхновая. Звезда-беженка US 708 движется со скоростью 12 000 км/с - или 43 миллиона км/ч - и тем самым определяется как самая быстрая звезда в Млечном Пути из известных астрономов доныне. Ее скорость позволяет покинуть гравитационное притяжение галактики и в конечном итоге вырваться в межгалактическое пространство.

Большинство других звезд, которые движутся достаточно быстро, чтобы покинуть галактику, как полагают ученые, выбрасываются монструозной черной дырой в центре галактики. US 708 - первая звезда с другой историей происхождения на данный момент, и, как показывает исследование, ее жизнь была странной и хаотичной.

Наше Солнце и большинство из миллионов звезд Млечного Пути коллективно вращаются вокруг центра галактики с относительно небольшой скоростью: наше Солнце движется со скоростью 724 000 км/ч, или 200 км/с. Но есть класс так называемых высокоскоростных звезд (hypervelocity stars), которые движутся с достаточно высокой скоростью, чтобы избежать гравитационное притяжение галактики.

До сих пор самая быстрая из таких высокоскоростных звезд двигалась со скоростью порядка 3,5 миллиона километров в час. Но US 708 движется со скоростью более 40 миллионов километров в час.

«Она значительно быстрее», - говорит Стефан Гейер, научный сотрудник Европейской южной обсерватории и соавтор нового исследования. Гейер и его коллеги впервые обнаружили US 708 в 2005 году. В своей новой работе, вместе с коллегами, он смог измерить скорость звезды, используя текущие и архивные данные, и отследить изменение ее движения в течение 70 лет в общем.

Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути может поиграть гравитационными мышцами и выбросить любую звезду, оказавшуюся с ней по соседству, и многие другие высокоскоростные звезды, как полагают, взялись именно оттуда. Но US 708 начала свое движение не из галактического центра.

Ученые говорят, что звезда, вероятно, была на орбите другой звезды, когда ее путь изменился. US 708 и ее партнер вращались друг вокруг друга очень быстро и с очень небольшим расстоянием между ними. Соседняя звезда взорвалась в качестве сверхновой и была полностью разрушена. US 708 внезапно оказалась без гравитационного троса, и скорость вращения внезапно придала звезде движение по прямой линии.

«Вы как будто едете на карусели, связанные с цепью, и разрезаете цепь - вы тут же вылетите с карусели, - говорит Гейер. - В данном случае карусель взорвалась».

Необычная судьба для звезды

Ученые не могут взглянуть назад во времени и увидеть, что случилось с US 708, прежде чем она вышла на свой нынешний курс. Но улики, которые им нужны, скрываются в физических характеристиках и нынешнем поведении светила.

Скорость - не единственное, что отличает US 708 от других высокоскоростных звезд. До 2014 года все обнаруженные звезды такого плана были похожи на наше Солнце. В начале того же года была обнаружена группа более крупных высокоскоростных звезд (эти звезды, похоже, родились в центре галактики). Но US 708 не средняя, не большая и не огромная; она известна как горячий субкарлик.

Как следует из названия, горячие субкарлики небольшие, но очень горячие, что говорит о том, что когда-то они были значительно массивнее. US 708 в настоящее время имеет около половины массы нашего Солнца, но ученые говорят, что, скорее всего, звезда была красным гигантом с массой, в два-три раза большей нашего Солнца. Внешние водородные слои красного гиганта, вероятно, перетекли в ближайшую звезду, оставив субкарлику по большей части гелий.

Звезда-каннибал была, скорее всего, белым карликом: коллапсировавшая звезда, которая больше не сжигала топливо. После того как она съела внешние слои водорода US 708, она начала высасывать гелий, что и привело к разрыву.

Гелий весьма горючий газ, и по мере того, как белый карлик поглощал этот материал, создавая толстый горячий слой на своей поверхности, гелий воспламенялся. Теория предполагает, что это воспламенение и скопление гелия привело к горению углерода внутри звезды, что могло привести в дальнейшем к разрушению всей звезды, как во время взрыва сверхновой типа 1а.

«Белый карлик был полностью уничтожен, - говорит Гейер. Опять же, отделение белого карлика могло направить US 708 по пути из галактики. Но взрыв сам по себе вряд ли обеспечил звезду достаточным количеством энергии, чтобы та могла покинуть систему. - Думаю, это одна из самых драматических историй о жизни звезды. Звезда через многое прошла».

Ученые не могут сказать наверняка, что US 708 пришла из региона, где обычно рождаются сверхновые первого типа. Остатки такого события давно уже испарились. Но физические характеристики звезды приводят их именно к такому выводу: факт, что US 708 - это горячий субкарлик, состоящий по большей части из гелия, и факт, что она вращается очень быстро (вследствие близкого расположения по отношению к белому карлику).

Гейер и его коллеги говорят, что изучение большего числа звезд, похожих на US 708, может предоставить больше информации о том, как образуются сверхновые типа 1a. Ученые используют эти яркие точки для измерения больших расстояний во Вселенной, поэтому их понимание может повлиять на многие области астрономии.