Китайські астрономи відкрили аномальне зоряне скупчення, що рухається зі швидкістю понад тисячу кілометрів на секунду

Астрономи з Китаю провели масштабне дослідження надзвичайно швидких зір — об’єктів, які рухаються настільки швидко, що можуть залишити гравітаційне поле Чумацького Шляху. Вони зосередилися на особливому типі зір, що пульсують з передбачуваною регулярністю — зірках RR Ліри, які слугують надійними індикаторами відстані в космосі.

Швидкість, з якою об’єкт може покинути гравітаційне поле, залежить від його маси. Для Землі ця швидкість становить 11,2 км/с, для Сонця — 618 км/с, а з позиції Сонця у Чумацькому Шляху — близько 550 км/с. Надшвидкі зірки, або гіпершвидкісні, можуть рухатися зі швидкістю понад 1 000 км/с і тому не пов’язані гравітацією з нашою галактикою.

Один із головних механізмів виникнення таких зір — гравітаційний “рогатка-ефект”, запропонований Джеком Гіллзом у 1988 році. Якщо така зірка є частиною подвійної системи, то при зближенні з надмасивною чорною дірою в центрі галактики одна з них може бути захоплена чорною дірою, а інша — викинута на високій швидкості. У 2019 році вперше зафіксовано подібну зірку, що рухалась зі швидкістю 1 755 км/с.

Китайська команда на чолі з Хаочжу Фу з Пекінського університету досліджувала каталоги зірок RR Ліри, які містили понад 140 тисяч об’єктів, і обрала 165 кандидатів на гіпершвидкісні зірки, які мали відповідні спектроскопічні дані. З них 87 зір показали найнадійніші ознаки високої швидкості, зокрема семеро мали тангенціальні швидкості понад 800 км/с.

Ці зірки розподілились у дві групи: одна — біля центра Чумацького Шляху, інша — поблизу Магелланових Хмар, двох карликових галактик. Такий розподіл узгоджується з теоріями про їхнє викидання в результаті гравітаційних взаємодій.

Вивчення траєкторій подібних зір дозволяє створювати моделі гравітаційного поля галактики й досліджувати темну матерію в її гало — сферичній області, що охоплює галактичний диск. Подальші спостереження апарата Gaia та спектроскопічний аналіз мають допомогти в з’ясуванні природи цих явищ, а також пролити світло на одну з найбільших таємниць сучасної фізики — природу темної матерії.