El nuevo descubrimiento de seis estrellas fugitivas más en la Vía Láctea ha hecho aterrizar el objeto de este tipo más rápido descubierto hasta ahora en la galaxia.
De hecho, dos de las estrellas baten récords, con velocidades radiales centrales hacia el Sol más rápidas que cualquier otra estrella fugitiva. La estrella J1235 registra 1.694 kilómetros (1.053 millas) por segundo; y J0927 a la asombrosa velocidad de 2285 kilómetros (1420 millas) por segundo.
Pero cuatro de los objetos recién medidos son lo que se conoce como estrellas de hipervelocidad, que viajan a velocidades que superan la velocidad de escape de la Vía Láctea. Y según un equipo dirigido por el astrofísico Karim El-Badry del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, es probable que las cuatro sean el resultado de supernovas de Tipo Ia, las «velas estándar» con las que medimos el universo.
Esto permitió, dijeron, un nuevo cálculo de la tasa de natalidad de estas estrellas, y encontraron que coincidía con la tasa estimada para las supernovas de Tipo I. Sus hallazgos se detallan en un documento enviado a Una revista abierta de astrofísica.Está disponible en un servidor de preimpresión. arXiv.
«Todavía puede haber una gran cantidad de fugitivos débiles de baja masa esperando ser descubiertos». escriben los investigadores.
Cada vez que explota una estrella, la fuerza de la explosión puede dejar lo que quede en el espacio a altas velocidades. Se cree que las estrellas de hipervelocidad son el producto de un tipo especial de supernova que le da a la estrella una patada más grande de lo habitual, lo que se conoce como doble detonación dinámicamente degenerada, o D.6una supernova.
Este es un escenario para explicar lo que sucede durante una supernova Tipo Ia.
Comienzas con un par de estrellas enanas blancas en un sistema binario. Estos son los núcleos restantes de estrellas de baja masa, hasta ocho veces la masa del Sol, que se quedaron sin material de fusión, expulsaron la mayor parte de su masa y colapsaron en un núcleo denso que brilla intensamente con calor residual. Estas cosas se conocen como Estrellas en declive.
Una enana blanca tiene un límite de masa, conocido como límite de Chandrasekhar, de 1,4 veces la masa del Sol. Por encima de este límite, la estrella se vuelve inestable y explota en una supernova de Tipo Ia.
Para alcanzar esa masa crítica, una enana blanca debe estar en un sistema binario lo suficientemente cercano con otra estrella que está extrayendo materia de su compañera por la gravedad, aumentando de tamaño con el tiempo.
Lo que sucede depende del tipo de estrella compañera. Si una enana blanca atrae hidrógeno, produce una supernova clásica. Puedes leer acerca de cómo sucede esto aquí.
Sin embargo, si la compañera es una enana blanca con una capa superficial significativa de helio, la estrella caníbal la atraerá.
Esto crea una capa de helio más masiva en la superficie de la estrella donante que, cuando alcanza una presión y una temperatura lo suficientemente altas, comenzará a colapsar. incorporado rápidamente al carbono.
Esto conduce a una explosión termonuclear, similar a lo que sucede con el hidrógeno en una supernova clásica.
Pero la detonación de helio va más allá: la onda de choque Conduce a una segunda detonación. En el núcleo de una enana blanca se produce un enorme kaboom. Esta es una doble detonación doble, y se cree que envía a la estrella donante, que no ha explotado dos veces como algunos triunfadores masivos, a volar positivamente.
Las velocidades de estas estrellas de hipervelocidad se aceleran a más de 1.000 kilómetros por segundo. Dado que algo tiene que viajar a ella 550 kilómetros por segundo Para salir de la Vía Láctea, las estrellas de hipervelocidad se dirigen al espacio intergaláctico.
Pero no sabemos cuántos de ellos o con qué frecuencia una supernova de Tipo Ia produce una estrella de supervelocidad. Entonces, El-Badri y sus colegas fueron a profundizar en los datos del Gaia Survey, un proyecto en curso para mapear la Vía Láctea con la resolución más alta hasta la fecha, incluidos los movimientos propios de las estrellas a medida que se mueven alrededor de la galaxia.
Encuentran 4 estrellas de hipervelocidad previamente desconocidas con la letra D.6 Origen. Eso no parece mucho, pero con 10 estrellas de supernova predeterminadas debido a la huelga de supernova, permite un cálculo más preciso de la cantidad real de estas cosas que existen. Y debe haber más de unos pocos.
De hecho, nuestra galaxia debe tener algunas estrellas rápidas que vinieron de otras galaxias.
«Si una gran fracción de una supernova de tipo Ia produce una D6 La estrella, la galaxia, probablemente lanzó más de 10 millones de ellas al espacio intergaláctico», escriben los investigadores.
«Un corolario interesante es que debería haber una gran cantidad de síncopes cerca de D6 Las estrellas fueron disparadas desde galaxias en todo el volumen local que pasan por la región solar”.
Hay estrellas más rápidas en la Vía Láctea, pero su contexto es un poco diferente. Las estrellas que orbitan el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia pueden alcanzar velocidades increíbles. El más rápido se mueve a la asombrosa velocidad de 24.000 kilómetros por segundo a medida que se acerca al agujero negro en su larga órbita elíptica.
Sin embargo, están ligados gravitacionalmente en sus órbitas y no abandonarán la galaxia en el corto plazo, a menos que una interacción salvaje entre tres objetos parezca darles un impulso.
Anteriormente, la estrella fugitiva conocida más rápida era D6 Una enana blanca binaria con una velocidad de aprox. 2200 kilómetros por segundo; Su velocidad radial heliocéntrica se ha medido en 1.200 kilómetros por segundo. Esta es la velocidad tal como nos aparece a nosotros, los observadores. J0927 y J1235 pueden tener velocidades combinadas de 2753 y 2670 kilómetros por hora, estiman los investigadores.
Puede haber estrellas más rápidas por ahí. Tendemos a buscar solo a las personas más brillantes, lo que sugiere que nos estamos perdiendo muchas cosas. Lo que nos brinda el nuevo descubrimiento es una gran cantidad de nuevos puntos de datos para averiguar dónde están y cómo encontrarlos.
«Ahora hay una gran cantidad de estrellas de hipervelocidad asociadas con supernovas termonucleares». escriben los investigadores.
«Modelar este cúmulo eventualmente permitirá inferir la tasa de formación de fugitivos termonucleares y, en última instancia, la formación de la fracción de supernovas de Tipo Ia a través del doble canal de desintegración.
Nuestra estimación de la tasa de natalidad de D6 Las estrellas son consistentes con un escenario en el que la mayoría de las supernovas de Tipo Ia producen una enana blanca fugitiva a hipervelocidad, pero la población observada está dominada por las fugitivas más grandes y brillantes. Modelos para la evolución térmica de D6 Las estrellas son necesarias para estimaciones más precisas de la tasa de natalidad. «
La búsqueda fue enviada a Una revista abierta de astrofísica.y está disponible en arXiv.