Обнаружена сверхскоростная двойная звезда

Расположение сверхскоростной широкой двойной системы PB3877 относительно Солнца.
Расположение сверхскоростной широкой двойной системы PB3877 относительно Солнца.

Исследователи из университета Эрлангена — Нюрнберга (нем. Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg) обнаружили двойную звезду, которая движется практически со скоростью убегания из галактики. На данный момент в Млечном пути найдены около двадцати сверхскоростных убегающих звёзд, но все они одиночные. PB3877 — первая широкая двойная система, двигающаяся с такой высокой скоростью.

Широкими называют системы, в которых звёзды располагаются настолько далеко друг от друга, чтобы отсутствовал обмен массой, и развитие небесных тел было практически независимым. Некоторые учёные называют условной границей расстояние в 50 а. е. Статья о сверхскоростной PB3877 опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.

Исследователи, в сотрудничестве с учёными из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology, Caltech), показали, что двойная звезда не могла быть выброшена из центра галактики сверхмассивной чёрной дырой. Однако на данный момент неизвестен другой механизм, способный придать такое ускорение широкой двойной системе, не разрывая её. Учёные предполагают, что звезда может быть гостьей из другой галактики.

PB3877 была впервые обнаружена в ходе Слоановского цифрового небесного обзора (Sloan Digital Sky-Survey, SDSS) в 2011 г. и считалась сверхскоростной горячей компактной звездой. Однако спектроскопические наблюдения, полученные в обсерваториях на Гавайях и в Чили, показали, что PB3877 — двойная система из горячей субкарликовой звезды и её холодного компаньона.

«Когда мы получили новые данные, мы, к своему удивлению, обнаружили слабые линии поглощения, которые не могли исходить от горячей звезды, — говорит Томас Купфер (Thomas Kupfer), один из авторов исследования. — Холодный компаньон движется с такой же высокой скоростью, что и главная (то есть, более яркая — прим. XX2 ВЕК) звезда. Следовательно, они формируют двойную систему, которая является первым кандидатом на роль сверхскоростной широкой двойной системы»

Поверхность горячей компактной звезды в пять раз горячее Солнца, а звезда-компаньон на тысячу градусов холоднее. Масса горячей компактной звезды составляет 50% массы Солнца, а масса компаньона — 70%. Система удалена от нас на 18 000 световых лет.

В центре нашей галактики находится сверхмассивная чёрная дыра, которая может разрывать двойные системы, выбрасывая звёзды из галактики. Поэтому считается, что большинство сверхскоростных звёзд происходят из центра Млечного Пути. «Наши расчёты позволяют заключить, что центр галактики не является местом происхождения двойной звезды, поскольку её траектория никогда не приближалась к нему, — объясняет Ева Цигерер (Eva Ziegerer), специалист по звёздной кинематике. — Были предложены другие механизмы выбрасывания, такие, как столкновения звёзд и взрывы сверхновых, но все они привели бы к разрыву широкой двойной системы»

«Возможно, PB3877 — гостья из другой галактики, — говорит Петер Немет (Péter Németh), ведущий автор исследования. — В таком случае длительное постепенное ускорение не повредило бы её целостности. На задворках нашей галактики — множество звёздных потоков, которые считаются останками карликовых галактик, разорванных приливной силой млечного пути»

К сожалению, доступные данные не позволяют связать PB3877 с каким-то из известных потоков, поэтому происхождение и будущее двойной звезды остаётся неясным. Останется ли система в нашей галактике, зависит от количества тёмной материи в ней. Само существование PB3877 испытывает на прочность наше нынешнее понимание тёмной материи в Млечном пути.

Учёные собираются продолжить исследования, в частности, подтвердить орбитальные характеристики звезды с помощью спектроскопии высокого разрешения. «Обнаружение других звёзд или двойных систем на схожих орбитах будет указывать на их внешнее происхождение. Поэтому мы продолжим поиск подобных «гостей», — говорит Немет.