Три сбежавшие звезды помогли раскрыть тайны соседней галактики
Всякое движение относительно. Эта простая истина сильно усложняет задачу отслеживания движения далеких объектов за пределами нашего Млечного Пути. Например, астрономы уже несколько десятилетий спорят о том, какой путь прошла за последние миллиарды лет одна из соседних галактик — Большое Магелланово Облако (БМО).
В поисках ответа на этот вопрос авторы нового исследования, подготовленного для публикации в The Astrophysical Journal, воспользовались подсказками, которые дали гиперскоростные звезды — три светила, которые «сбежали» из БМО.
Итак, что же такое «гиперскоростная звезда»? Когда двойная звездная система проходит слишком близко от сверхмассивной черной дыры, ее приливные силы разрывают связь в паре. В результате одна звезда обычно захватывается черной дырой, а вторая, лишившись гравитационной связи со своим компаньоном, с огромной силой выбрасывается прочь со скоростью свыше 1000 км/с — и в итоге навсегда покидает свою галактику.
Три беглянки
Проследив траекторию такой звезды, можно проложить линию назад — к месту, откуда она вылетела. Авторы исследования тщательно изучили данные третьего релиза космического телескопа Gaia и обнаружили три звезды, которые, по их мнению, выброшены именно из БМО. Одна из них — Hyper Velocity Star (HVS) 3 — уже давно считалась возможной беглянкой из БМО. Два других кандидата — HVS 7 и HVS 15 — обнаружены лишь недавно, и их траектории однозначно указывают, что они не из Млечного Пути — что делает БМО самым вероятным местом происхождения.
Определив точку, откуда эти звезды были выброшены, можно указать местоположение сверхмассивной черной дыры, которая придала им такое ускорение. Положение сверхмассивной черной дыры в центре БМО остается предметом дебатов. Более того, некоторые ученые вообще сомневаются в ее существовании (в этом смысле гиперскоростные звезды стали еще одним аргументом). Таким образом, одна из ключевых задач статьи — определить, где именно искать эту черную дыру, чтобы в будущем попытаться обнаружить ее напрямую.
Однако просто провести прямую линию от текущего положения звезды к ее точке старта не получится. Движению галактик мешает множество обстоятельств, прежде всего — темная материя. Чтобы учесть это, авторы провели симуляции движения как Млечного Пути, так и БМО, включив в модель компонент «динамического трения», который учитывает сопротивление, испытываемое галактиками при движении через поле более мелких частиц.
Благодаря этим моделям авторам удалось сузить «коридор», в котором двигалось БМО за последние несколько миллионов лет, на целых 50%. Однако им не удалось ответить на фундаментальный вопрос о самом БМО — совершает ли оно свой первый или второй пролет мимо нашей Галактики. Разные модели не дают оснований для однозначного вывода; с новой — с динамическим трением — согласуется как первый оборот, так и второй (первый в этом случае завершен примерно 6–8 миллиардов лет назад, однако в этой версии авторы сомневаются).
Сдвиг подтвержден
Зато удалось ответить на другой важный вопрос — где именно следует искать сверхмассивную черную дыру БМО. Астрофизики предоставляют точные координаты: она смещена примерно на 1,5 градуса от визуального центра БМО. Это смещение, по-видимому, вызвано хаотическими приливными силами, создаваемыми другим нашим ближайшим соседом — Малым Магеллановым Облаком.
Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования, поскольку выводы статьи основаны всего на трех звездах — и значит, обладают большой погрешностью. Нужно добиться времени наблюдений на одном из космических телескопов, чтобы уточнить траектории сбежавших звезд, а может, даже открыть новые. Задача непростая, но тогда получится определить местоположение темного сердца нашего ближайшего галактического соседа.
