شناسایی ستاره‌های در حال فرار؛ وقتی کهکشان جای ماندن نیست

گروهی از اخترشناسان با بررسی داده‌های فضاپیمای «گایا» و داده‌های مربوط به دو کاتالوگ ستاره‌ای به نتایج جدیدی درباره رمزوراز گریز ستارگان بزرگ از کهکشان «راه شیری» دست یافته و ستاره‌هایی را که در حال دورشدن از کهکشان بودند، شناسایی کردند.

به گزارش ایرنا، کهکشان «راه شیری» نمی‌تواند همه ستاره‌های خود را نگه دارد. برخی از آن‌ها به درون فضای بین کهکشانی پرتاب می‌شوند و عمر خود را در یک مسافرت نامعلوم سپری می‌کنند. یک گروه از ستاره‌شناسان نگاه دقیق‌تری به بزرگترین نمونه‌های این ستاره‌های فراری انداخته‌اند تا بلکه بتوانند به رمز و رازی از چگونگی پرتاب شدن آن‌ها پی ببرند.

زمانی که ستاره‌شناسان، میدانی از ستارگان در کهکشان راه شیری را رصد می‌کنند، یکی از مواردی که اندازه‌گیری می‌کنند توزیع سرعت (velocity distribution) است. توزیع سرعت کلی جمعیت ستاره‌ای بازتاب‌دهنده چرخش کهکشان است و زمانی که یک ستاره با چرخش کهکشان هم‌آهنگ (یا در هارمونی) نیست، توجه ستاره‌شناسان را به خود جلب می‌کند.

یک گروه از ستاره‌شناسان با کار روی دو کاتالوگ از ستارگان عظیم، گروه بزرگی از ستاره‌ها را پیدا کردند که حرکت متفاوتی نسبت به کهکشان دارند. آن‌ها ستاره‌های فراری هستند که در مسیر خروج از کهکشان قرار دارند. این یافته‌های جدید در مقاله‌ای در نشریه «اخترشناسی و اخترفیزیک» انتشار یافته و مولف اصلی آن «مار کاریترو کاستریو» محقق دانشکده فیزیک کوانتوم و اخترفیزیک در موسسه علوم کیهانی دانشگاه «بارسلونا» اسپانیا است.

کاستریو و همکارانش کار خود را بر اساس دو کاتالوگ ستاره‌ای موسوم به «کاتالوگ کهکشانی او-استار» (GOSC) و «بی‌استار اسپکترا» (BeSS) انجام دادند. هر دوی این‌ها کاتالوگ‌هایی شامل انواع مختلفی از ستاره‌های عظیم نوع «او» (O) و «بی» (Be) و انواع فرعی آن‌ها هستند. این محققان همچنین از داده‌های «گایا» - فضاپیمای نیرومند اندازه‌گیری کننده ستارگان سازمان فضایی اروپا – استفاده کردند.

این فضاپیما از ستاره‌سنجی (astrometry) برای اندازه‌گیری و محاسبه موقعیت، فاصله و حرکت یک میلیارد ستاره استفاده می‌کند. ماموریت «گایا» در حال تغییر ستاره‌شناسی از طریق فراهم کردن داده‌های دقیقی است که ستاره‌شناسان می‌توانند از آن‌ها در تحقیقات خود استفاده کنند. این مطالعه جدید بر اساس داده‌های گایا و همچنین داده‌های مربوط به دو کاتالوگ ستاره‌ای یادشده انجام شده است.

کسی نمی‌داند که چه تعداد ستاره فراری در مسیر خروج از کهکشان راه شیری قرار دارد، اما اخترشناسان همچنان تعداد بیشتری از آن‌ها را شناسایی می‌کنند. برخی برآورد‌ها حاکی است که ۱۰ میلیون ستاره فراری در حال خروج از کهکشان راه شیری هستند، اما نمی‌توان نظر قطعی در این خصوص داد. این ممکن است بستگی به مکانیزمی داشته باشد که آن‌ها را به بیرون حرکت می‌دهد و این چیزی است که ستاره‌شناسان بطور کامل از آن سر در نمی‌آورند.

این مطالعه جدید در پی آن است که بطور خاص از طریق بررسی ستارگان عظیم، نور بیشتری از علم و آگاهی بر پدیده ستارگان فراری بتاباند.

این محققان توضیح می‌دهند: ستارگان عظیم نوع OB نورانی‌ترین ستارگان در «راه شیری» هستند. این ستارگان نه تنها عظیم و جوان بلکه همچنین به شدت داغ هستند. آن‌ها در ستاره‌شناسی بسیار مهم به شمار می‌روند، زیرا بسیار عظیم و پرانرژی هستند و همچنین به این علت که بسیاری از آن‌ها به شکل ابرنواختر منفجر می‌شوند. به همین علت کاتالوگ‌های خاصی به آن‌ها اختصاص یافته است.

محققان با بررسی این داده‌ها ۶۹ ستاره فراری Be را پیدا کردند که ۵.۲ درصد از ستارگان در کاتالوگ نوع Be هستند. ۴۲ مورد از این ستاره‌ها نیز به تازگی شناسایی شده‌اند. دو نظریه رقیب در این خصوص مطرح شده که چرا ستارگان عظیم چنین درصد بالایی از ستارگان فراری را به خود اختصاص می‌دهند. یکی سناریوی «خروج دینامیک» (DES) و دیگری سناریوی «ابرنواختر دوتایی» (BSS) است.

ستاره‌های OB اغلب بطور جفتی تشکیل می‌شوند. در BSS یک ستاره به شکل ابرنواختر منفجر می‌شود و انفجار موجب ضربه به ستاره دیگر می‌شود و اگر موقعیت مناسبی وجود داشته باشد، ستاره نجات یافته انرژی کافی در مسیر درست دریافت می‌کند و می‌تواند از پیوند با زوج خود فرار کند و همچنین می‌تواند از کشش جاذبه‌ای کهکشان راه شیری فرار کند و در این صورت مسافرت طولانی خود را در فضای بین کهکشانی شروع می‌کند.

در سناریوی DES هیچ انفجار مهیج ابرنواختری وجود ندارد بلکه به جای آن، یک ستاره در یک منطقه پُرتراکم تراکنش‌های گرانشی با سایر ستاره‌ها را تجربه می‌کند. رویارویی‌های بین ستارگان دوتایی و منفرد می‌تواند موجب پیدا شدن یک ستاره فراری شود.

محققان در این تحقیق جدید با مطالعه و بررسی ۱۷۵ ستاره فراری به این نتیجه رسیدند که داده‌های آن‌ها از یکی از توضیحات بالا بیشتر پشتیبانی می‌کند. آن‌ها در این گزارش نوشته‌اند: درصد بالاتر و سرعت بالاتر پیدا شده در مورد ستاره‌های نوع «او» نسبت به نوع «بی» نشان دهنده این است که سناریوی خروج دینامیک محتمل‌تر است.