Sunce se kreće oko galaksije Mliječni put brzinom od oko 220 kilometara u sekundi, što je gotovo pola milijuna milja na sat. No, kada je otkrivena blijeda crvena zvijezda koja se kreće nebom primjetno brzo, znanstvenici su postali zainteresirani.

Zahvaljujući naporima građanske znanstvene inicijative Backyard Worlds: Planet 9 i tima astronoma iz cijele zemlje, otkrivena je rijetka hiperbrza L subpatuljasta zvijezda koja juri kroz Mliječni put. Ova zvijezda može biti na putanji koja će je izbaciti iz Mliječne staze. Istraživanje, koje je vodio profesor astronomije i astrofizike Adam Burgasser sa Sveučilišta Kalifornija u San Diegu, predstavljeno je danas na konferenciji za novinare tijekom 244. nacionalnog sastanka Američkog astronomskog društva (AAS) u Madisonu, Wisconsin.

Zvijezda, simpatično nazvana CWISE J124909+362116.0 (“J1249+36”), prvi put je primijećena od strane preko 80.000 volontera u projektu Backyard Worlds: Planet 9, koji pregledavaju ogromne količine podataka prikupljenih tijekom posljednjih 14 godina misije NASA-ina Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Ovaj projekt koristi sposobnost ljudi da prepoznaju uzorke i anomalije na način koji je neusporediv s računalnom tehnologijom. Volonteri označavaju pokretne objekte u datotekama podataka i kada dovoljan broj volontera označi isti objekt, astronomi ga dalje istražuju.

J1249+36 odmah se izdvojila zbog brzine kojom se kreće nebom, što je inicijalno procijenjeno na oko 600 kilometara u sekundi (1,3 milijuna milja na sat). Pri ovoj brzini, zvijezda je dovoljno brza da pobjegne gravitaciji Mliječnog puta, što je čini potencijalnom “hiperbrzom” zvijezdom.

Kako bi bolje razumio prirodu ovog objekta, Burgasser se obratio opservatoriju W.M. Keck u Maunakei, Hawaii, za mjerenje njenog infracrvenog spektra. Podaci su otkrili da je objekt rijetka L subpatuljasta zvijezda - klasa zvijezda s vrlo malom masom i temperaturom. Subpatuljci predstavljaju najstarije zvijezde u Mliječnom putu.

Modeli atmosfere
Uvid u sastav J1249+36 omogućili su novi setovi modela atmosfere koje je kreirao Roman Gerasimov, bivši student UC San Diega, koji je radio s UC LEADS znanstvenikom Efrainom Alvaradom III kako bi generirali modele posebno prilagođene za proučavanje L subpatuljaka. “Bilo je uzbudljivo vidjeti da su naši modeli mogli točno odgovarati promatranom spektru,” rekao je Alvarado, koji na sastanku AAS-a predstavlja svoj rad na modeliranju.

Spektralni podaci, zajedno s podacima o snimanju iz nekoliko zemaljskih teleskopa, omogućili su timu precizno mjerenje položaja i brzine J1249+36 u prostoru, te predviđanje njezine putanje kroz Mliječni put. “Ovdje je izvor postao vrlo zanimljiv, jer je njegova brzina i putanja pokazala da se kreće dovoljno brzo da potencijalno pobjegne iz Mliječnog puta,” izjavio je Burgasser.

Objašnjenje neobične putanje
Istraživači su se usredotočili na dva moguća scenarija kako bi objasnili neobičnu putanju J1249+36. U prvom scenariju, J1249+36 je izvorno bila niskomasivni pratilac bijelog patuljka. Bijeli patuljci su jezgre zvijezda koje su potrošile svoje nuklearno gorivo i ugasile se. Kada zvjezdani pratilac ima vrlo blisku orbitu s bijelim patuljkom, može prenijeti masu, rezultirajući periodičnim eksplozijama zvanim nove. Ako bijeli patuljak prikupi previše mase, može se srušiti i eksplodirati kao supernova.

“U ovoj vrsti supernove, bijeli patuljak je potpuno uništen, pa je njegov pratilac oslobođen i leti brzinom kojom je prvotno orbitirao, plus malo dodatnog potiska od eksplozije supernove,” rekao je Burgasser. “Naši proračuni pokazuju da ovaj scenarij funkcionira. Međutim, bijeli patuljak više nije tu i ostaci eksplozije, koja se vjerojatno dogodila prije nekoliko milijuna godina, već su se raspršili, pa nemamo konačan dokaz da je to njegovo porijeklo.”

U drugom scenariju, J1249+36 je izvorno bila član globularnog skupa, čvrsto vezanog skupa zvijezda prepoznatljivog po svojem sferičnom obliku. Središta tih skupova predviđaju se da sadrže crne rupe različitih masa. Te crne rupe također mogu formirati binarne sustave, a takvi sustavi mogu biti odlični katapulti za bilo koje zvijezde koje se previše približe.

“Kada zvijezda naiđe na binarnu crnu rupu, složena dinamika ove interakcije s tri tijela može izbaciti tu zvijezdu iz globularnog skupa,” objasnio je Kyle Kremer, dolazeći asistent profesor na Odsjeku za astronomiju i astrofiziku UC San Diego. Kremer je proveo seriju simulacija i otkrio da u rijetkim slučajevima te vrste interakcija mogu izbaciti niskomasivni subpatuljak iz globularnog skupa na putanju sličnu onoj opaženoj za J1249+36.

“To demonstrira dokaz koncepta,” rekao je Kremer, “ali zapravo ne znamo iz kojeg globularnog skupa dolazi ova zvijezda.” Praćenje J1249+36 unatrag u vremenu stavlja je u vrlo pretrpan dio neba koji može skrivati neotkrivene skupove.

Kako bi utvrdili može li neki od ovih scenarija, ili neki drugi mehanizam, objasniti putanju J1249+36, Burgasser je rekao da tim planira detaljnije pogledati njezin elementalni sastav. Na primjer, kada bijeli patuljak eksplodira, stvara teške elemente koji bi mogli “zagaditi” atmosferu J1249+36 dok se oslobađala. Zvijezde u globularnim skupovima i satelitskim galaksijama Mliječnog puta također imaju specifične uzorke obilatosti koji bi mogli otkriti porijeklo J1249+36.

“U suštini tražimo kemijski otisak prsta koji bi ukazao iz kojeg sustava dolazi ova zvijezda,” rekao je Gerasimov, čiji rad na modeliranju omogućuje mu mjerenje obilja elemenata u hladnim zvijezdama u nekoliko globularnih skupova, rad koji također predstavlja na sastanku AAS-a.

Bez obzira je li brzo putovanje J1249+36 uzrokovano supernovom, slučajnim susretom s binarnom crnom rupom, ili nekim drugim scenarijem, njezino otkriće pruža novu priliku astronomima da saznaju više o povijesti i dinamici Mliječnog puta.

Izvor: University of California