Межгалактическая звезда - Википедия - Intergalactic star

Скопление галактик в Деве, где было обнаружено явление, известное как межгалактические звезды.

An межгалактическая звезда, также известный как звезда внутри скопления или звезда-изгой, это звезда нет гравитационно связанный любому галактика. Несмотря на то, что в конце 1990-х гг. В научном сообществе широко обсуждались межгалактические звезды, в настоящее время принято считать, что они возникли в галактиках, как и другие звезды, но позже были удалены в результате столкновения галактик или столкновения галактик. множественная звездная система путешествуя слишком близко к огромная черная дыра, которые находятся в центре многих галактик.

В совокупности межгалактические звезды упоминаются в научной литературе как звездное население внутри скопления, или сокращенно популяция IC.[1]

Открытие

Гипотеза о том, что звезды существуют только в галактиках, была опровергнута в 1997 году с открытием межгалактических звезд.[2] Первыми были обнаружены в Скопление Девы галактик, где сейчас предположительно существует около триллиона.[3]

Формирование

Столкновения между галактиками обычно считаются источником межгалактических звезд.
Предлагаемые механизмы выброса межгалактических звезд сверхмассивные черные дыры.

То, как возникают эти звезды, до сих пор остается загадкой, но несколько научно достоверных гипотезы были предложены и опубликованы астрофизиками.

Наиболее распространенная гипотеза состоит в том, что столкновение двух или более галактик может выбросить некоторые звезды в обширные пустые области межгалактическое пространство. Хотя звезды обычно находятся внутри галактик, они могут быть вытеснены гравитационными силами при столкновении галактик. Принято считать, что межгалактические звезды, возможно, в первую очередь произошли из чрезвычайно маленьких галактик, поскольку звездам легче избежать гравитационного притяжения меньшей галактики, чем гравитационного притяжения большой галактики.[4] Однако при столкновении больших галактик некоторые гравитационные возмущения также могут вытеснять звезды. В 2015 году исследование сверхновых в межгалактическом пространстве показало, что звезды-прародители были изгнаны из своих родительских галактик во время галактического столкновения между двумя гигантскими эллиптическими звездами, когда их центры сверхмассивных черных дыр слились.[5]

Другая гипотеза, которая не является взаимоисключающей с гипотезой галактических столкновений, заключается в том, что межгалактические звезды были выброшены из своих галактика происхождения благодаря близкому знакомству с огромная черная дыра в центре галактики, если он там есть. В таком сценарии вполне вероятно, что межгалактическая звезда (звезды) изначально была частью множественной звездной системы, где другие звезды были втянуты в сверхмассивную черную дыру, а межгалактическая звезда, которая вскоре должна была стать межгалактической, была ускорена и выброшена прочь с очень высокой скоростью. высокие скорости. Такое событие теоретически может разогнать звезду до таких высоких скоростей, что она станет сверхскоростная звезда, тем самым побег гравитационный колодец всей галактики.[6] В этом отношении модельные расчеты (начиная с 1988 г.) предсказывают, что сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь выбрасывает одну звезду в среднем каждые 100 000 лет.[7]

История наблюдений

В 1997 г. Телескоп Хаббла открыл большое количество межгалактических звезд в скоплении галактик Девы. Позже, в 1990-х годах, ученые обнаружили еще одну группу межгалактических звезд в Кластер Fornax галактик.

В 2005 году в Смитсоновском центре астрофизики Уоррен Браун и его команда попытались измерить скорости сверхскоростных звезд с помощью метода Доплера, с помощью которого в свете наблюдаются те же изменения, которые происходят в звуке, когда объект движется в сторону или от него. что нибудь. Но найденные скорости являются лишь приблизительными минимумами, так как на самом деле их скорости могут быть больше, чем скорости, обнаруженные исследователями. «Один из вновь обретенных изгнанников движется в направлении созвездия Большой Медведицы со скоростью около 1,25 миллиона миль в час по отношению к галактике. Он находится на расстоянии 240 000 световых лет от нас. Другой направляется в созвездие Рака со скоростью 1,43 миллиона миль в час. час и 180 000 световых лет от нас ".[8]

В конце 2000-х годов было обнаружено диффузное свечение межгалактической среды, но неизвестного происхождения. В 2012 году было высказано предположение и показано, что он может происходить от межгалактических звезд. Последующие наблюдения и исследования подробно остановились на этом вопросе и описали диффузное внегалактическое фоновое излучение более подробно.[9][10]

Некоторые астрономы Вандербильта сообщают, что они идентифицировали более 675 звезд на краю Млечного Пути, между Галактика Андромеды и Млечный Путь. Они утверждают, что эти звезды являются сверхскоростными (межгалактическими) звездами, которые были выброшены из галактического центра Млечного Пути. Эти звезды - красные гиганты с высоким металличность (мера доли химических элементов, отличных от водорода и гелия внутри звезды), указывающая на внутреннее галактическое происхождение, поскольку звезды за пределами дисков галактик, как правило, имеют низкую металличность и старше.[11]

Было подтверждено, что некоторые недавно открытые сверхновые звезды взорвались на расстоянии сотен тысяч световых лет от ближайшей звезды или галактики.[12][5] Большинство кандидатов в межгалактические звезды, обнаруженные в окрестностях Млечного Пути, похоже, имеют происхождение не в Центре Галактики, а в диске Млечного Пути или где-то еще.[13][14]

Масса

В 2005 г. Космический телескоп Спитцера обнаружил ранее неизвестный инфракрасный компонент в фон из космоса. С тех пор несколько других анизотропия на других длинах волн, включая синий и рентгеновский, были обнаружены с помощью других космических телескопов, и теперь они все вместе описываются как диффузное внегалактическое фоновое излучение. Ученые обсуждали несколько объяснений, но в 2012 году было предложено и показано, как впервые это диффузное излучение может исходить от межгалактических звезд. Если это так, они в совокупности могут иметь такую ​​же массу, как и галактики. Одно время считалось, что такая численность населения объясняет кризис недопроизводства фотонов, и может объяснить значительную часть темная материя проблема.[9][10][15][16]

Известные локации

Первые межгалактические звезды были обнаружены в скоплении галактик в Деве. В основном это примерно 300 000 световых лет вдали от ближайшей галактики. Хотя точная масса межгалактического звездного населения не может быть точно известна, предполагается, что локально они составляют 10 процентов массы скопления галактик Девы (и, скорее всего, эта сумма превышает массу любой из 2500 галактик).[17]

По состоянию на 2015 год около 675 звезд-изгоев было обнаружено на краю Млечного Пути, ближе к Галактика Андромеды.[11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ См., Например, «Подтверждение наличия сверхновых типа Ia без хозяина с помощью изображений космического телескопа Хаббла».
  2. ^ "Центр новостей - Хаббл находит межгалактические звезды (14.01.1997) - Введение". ХабблСайт. 1997-01-14. Получено 2010-12-09.
  3. ^ "Центр новостей - Хаббл находит межгалактические звезды (14.01.1997) - Текст выпуска". ХабблСайт. 1997-01-14. Получено 2010-12-09.
  4. ^ Витце, Александра (2014). «Половина звезд скрывается за пределами галактик». Природа. Издательская группа Nature. Дои:10.1038 / природа.2014.16288. S2CID  124585348. Получено 3 января 2015.
  5. ^ а б Space.com: [https://www.space.com/30380-lonely-supernova-exiled-by-black-holes.html Одинокая сверхновая звезда, вероятно, изгнана слиянием черных дыр] (27 августа 2015 г.)
  6. ^ Бритт, Роберт Рой. "Звезды-изгнанники: члены Млечного пути". USATODAY. Space.com. Получено 4 января 2015.
  7. ^ НАСА: Звезда Hyperfast была загружена из Млечного Пути (22 июля 2010 г.)
  8. ^ Бритт, Роберт Рой. "Звезды изгнания: участники" Млечного Пути ". USATODAY. Space.com. Получено 4 января 2015.
  9. ^ а б Курей; и другие. (22 октября 2012 г.). «Измерение световой фракции внутри гало с фоновой анизотропией в ближней инфракрасной области». Природа. arXiv:1210.6031v1.
  10. ^ а б Земцов; и другие. (5 ноября 2014 г.). "О происхождении внегалактической анизотропии света ближнего инфракрасного диапазона". Природа. arXiv:1411.1411.
  11. ^ а б Солсбери, Дэвид. «Блуждающие звезды, выброшенные из галактики, найдены в межгалактическом пространстве». Университет Вандербильта. Университет Вандербильта. Получено 3 января 2015.
  12. ^ Сталлард, Брайан (7 июня 2015 г.). «Между галактиками: обнаружены одинокие сверхновые». Новости мира природы.
  13. ^ Бромли, Бенджамин С .; Кеньон, Скотт Дж .; Браун, Уоррен Р.; Геллер, Маргарет Дж. (1 ноября 2018 г.). «Ближайшие высокоскоростные звезды в Gaia DR2». Астрофизический журнал. 868 (1): 25 (15 стр.). arXiv:1808.02620. Bibcode:2018ApJ ... 868 ... 25B. Дои:10.3847 / 1538-4357 / aae83e. S2CID  119241516.
  14. ^ de la Fuente Marcos, R .; де ла Фуэнте Маркос, К. (8 июля 2019 г.). "Полет далеко и быстро: распределение кандидатов в далекие сверхскоростные звезды из Гайя Данные DR2 ". Астрономия и астрофизика. 627: A104 (17 стр.). arXiv:1906.05227. Bibcode:2019A & A ... 627A.104D. Дои:10.1051/0004-6361/201935008. S2CID  186207054.
  15. ^ «Вокруг Млечного Пути обнаружено колоссальное газовое облако». Космос. Получено 3 января 2015.
  16. ^ Чой, Чарльз К. «Затерянные в космосе: половина всех звезд, ускользающих от галактик». Космос. Purch. Получено 3 января 2015.
  17. ^ Генри К. Фергюсон; и другие. (1998), "Обнаружение межгалактических звезд ветви красных гигантов в скоплении Девы", Природа, 391 (6666): 461–463, arXiv:Astro-ph / 9801228, Bibcode:1998Натура.391..461F, Дои:10.1038/35087, S2CID  4390832

Источники