Astronomi su pronašli par zvjezdanih čudaka na rubovima naše galaksije. Zvijezde o kojima je riječ su binarni par, a dva suputnika kreću se puno brže nego što bi bilo što trebalo biti u tom dijelu galaksije. Otkriće je prijavljeno u a papir 11. travnja 2016. u Astrophysical Journal Letters.
Binarni sustav se zove PB3877, i na 18.000 svjetlosnih godina od nas, nije baš u našem susjedstvu. Prolazi kraj kraka Scutum-Centaurus, pokraj Perzejevog kraka, pa čak i vanjskog kraka, u području zvanom galaktički halo . Ova binarna zvijezda također ima visoku metaličnost mlađih zvijezda, a ne nisku metalnost starijih zvijezda koje naseljavaju vanjske krajeve. Dakle, PB3877 je zagonetka, to je sigurno.
PB3877 je ono što se zove zvijezda hiper-brzine (HVS), ili skitnica, i iako su astronomi pronašli druge HVS-ove, njih više od 20, ovo je prva pronađena binarna zvijezda. Par se sastoji od vruće primarne zvijezde pod-patuljaka koja je više od pet puta toplija od Sunca i hladnije zvijezde pratilje koja je oko 1000 stupnjeva hladnija od Sunca.
Hiper-brzinske zvijezde su brze i mogu doseći brzine do 1198 km. u sekundi, (2,7 milijuna milja na sat,) možda i brže. Tom brzinom mogli su prijeći udaljenost od Zemlje do Mjeseca za oko 5 minuta. Ali ono što je zagonetno u vezi ove binarne zvijezde nije samo njena brzina i binarna priroda, već i njezina lokacija.
Zvijezde hiper-brzine same su rijetke, ali PB3877 je još rjeđi zbog svog položaja. Obično zvijezde hiperbrzine moraju biti dovoljno blizu masivne crne rupe u središtu galaksije kako bi postigle svoje nevjerojatne brzine. Zvijezda se može povući prema crnoj rupi, ubrzati neumoljivim povlačenjem rupe, a zatim ispaliti praćkom na svom putu iz galaksije. Ovo je ista radnja koju svemirske letjelice mogu koristiti kada dobiju pomoć gravitacije putujući blizu planeta.
Ovaj video pokazuje kako zvijezde mogu ubrzati kada ih njihova orbita odvede blizu supermasivnih crnih rupa u središtu Mliječne staze.
No putanja PB3877 pokazuje astronomima da nije mogla nastati blizu središta galaksije. A da je bio izbačen bliskim susretom s crnom rupom, kako je mogao preživjeti s netaknutom binarnom prirodom? Sigurno bi veliko povlačenje crne rupe uništilo binarni odnos između dviju zvijezda u PB3877. Nešto drugo ga je ubrzalo do tako velike brzine, a astronomi žele znati što je to točno učinilo i kako je zadržao svoju binarnu prirodu.
Osim bliskog susreta s supermasivnom crnom rupom u središtu Mliječne staze, postoji nekoliko drugih načina na koje se PB3877 mogao ubrzati do tako velike brzine.
Jedan takav način je zvjezdana interakcija ili sudar. Ako dvije zvijezde putuju na pravim vektorima, sudar između njih mogao bi jednoj od njih prenijeti energiju i dovesti je do hiper-brzine. Zamislite dvije loptice za bilijar na stolu za bilijar.
Druga mogućnost je eksplozija supernove. Moguće je da jedna od zvijezda u binarnom paru postane supernova i izbaci svog suputnika pri hiper-brzinskim brzinama. Ali u tim slučajevima, bilo sudara zvijezda ili supernove, stvari bi se morale posložiti kako treba. A niti jedna mogućnost ne objašnjava kako bi ovakav širokobinarni sustav mogao ostati netaknut.
Fraser Cain baca više svjetla na Hyper-Velocity Stars, ili Rogue Stars, u ovom videu.
Postoji još jedna mogućnost, a ona uključuje tamnu materiju. Čini se da tamna materija vreba na rubu svake rasprave o nečemu neobjašnjivom, a ovo je primjer. Istraživači misle da bi oko binarnog para mogla postojati ogromna čahura ili oreol tamne materije, koja održava njihov binarni odnos netaknutim.
Što se tiče toga odakle dolazi binarna zvijezda PB3788, kako kažu u zaključku svog rada, 'Zaključujemo da je binarna ili nastala u halou ili je nastala iz krhotina plime patuljaste galaksije Mliječne staze.' I premda je izvor nastanka ove zvijezde intrigantno pitanje, a istraživači planiraju naknadnu studiju kako bi potvrdili mogućnost izbacivanja supernove, njezin mogući odnos s tamnom materijom također je intrigantan.