A maioria das estrelas da nossa galáxia se comporta de maneira previsível, orbitando em torno do centro da Via Láctea a velocidades de cerca de 100 km / s (62 mi / s). Mas algumas estrelas atingem velocidades significativamente maiores, a ponto de conseguirem escapar da atração gravitacional da galáxia. Estes são conhecidos como estrelas de hipervelocidade (HVS), um tipo raro de estrela que se acredita ser o resultado de interações com um buraco negro supermassivo (SMBH).
A existência do HVS é algo que os astrônomos teorizaram pela primeira vez no final dos anos 80, e apenas 20 foram identificados até agora. Mas, graças a um novo estudo de uma equipe de astrônomos chineses, duas novas estrelas de hipervelocidade foram adicionadas a essa lista. Essas estrelas, designadas LAMOST-HVS2 e LAMOST-HVS3, viajam a velocidades de até 1.000 km / s (620 mi / s) e acredita-se que tenham se originado no centro de nossa galáxia.
O estudo que descreve as descobertas da equipe, intitulado "Descoberta de duas novas estrelas de hipervelocidade das pesquisas espectroscópicas da LAMOST", apareceu recentemente online. Liderada por Yang Huang, do Instituto Sudoeste de Pesquisa em Astronomia da Universidade de Yunnan, em Kunming, China, a equipe contou com dados do Telescópio Espectroscópico de Fibra de Múltiplos Objetos da Grande Área do Céu (LAMOST) para detectar essas duas novas estrelas de hipervelocidade.
Os astrônomos estimam que apenas 1000 HVS existem na Via Láctea. Dado que existem cerca de 200 bilhões de estrelas em nossa galáxia, isso representa apenas 0,0000005% da população galáctica. Enquanto se pensa que essas estrelas se originam no centro de nossa galáxia - supostamente como resultado da interação com nossa SMBH, Sagitário A * - elas conseguem viajar muito longe, às vezes até escapando completamente de nossa galáxia.
É por essa mesma razão que os astrônomos estão tão interessados em HVS. Dada a sua velocidade e as vastas distâncias que eles podem percorrer, rastreá-los e criar um banco de dados de seus movimentos poderia fornecer restrições sobre a forma do halo de matéria escura de nossa galáxia. Por isso, o Dr. Huang e seus colegas começaram a examinar os dados do LAMOST para encontrar evidências de novos HVS.
Localizado na província de Hebei, noroeste da China, o observatório LAMOST é operado pela Academia Chinesa de Ciências. Ao longo de cinco anos, esse observatório realizou uma pesquisa espectroscópica de 10 milhões de estrelas na Via Láctea, além de milhões de galáxias. Em junho de 2017, a LAMOST lançou seu terceiro Data Release (DR3), que incluía espectros obtidos durante a pesquisa piloto e seus primeiros três anos de pesquisas regulares.
Contendo espectros de alta qualidade de 4,66 milhões de estrelas e os parâmetros estelares de 3,17 milhões adicionais, o DR3 é atualmente o maior conjunto de espectros públicos e catálogo de parâmetros estelares do mundo. Os dados LAMOST já haviam sido usados para identificar uma estrela de hipervelocidade, uma estrela do tipo B1IV / V (sequência principal azul subgigante / subdwarf) que tinha 11 massas solares, 13490 vezes mais brilhante que o nosso Sol e uma temperatura efetiva de 26.000 K (25.727 ° C; 46.340 ° F).
Este HVS foi designado LAMOST-HSV1, em homenagem ao observatório. Após detectar duas novas HVSs nos dados LAMOST, essas estrelas foram designadas como LAMOST-HSV2 e LAMOST-HSV3. Curiosamente, esses HVSs recém-descobertos também são subdwarfs azuis da sequência principal - ou uma estrela do tipo B2V e B7V, respectivamente.
Enquanto o HSV2 é 7,3 massas solares, é 2399 vezes mais luminoso que o nosso Sol e tem uma temperatura efetiva de 20.600 K (20.327 ° C; 36.620 ° F), o HSV2 é 3,9 massas solares, é 309 vezes mais luminoso que o sol, e tem uma temperatura efetiva de 14.000 K (24.740 ° C; 44.564 ° F). Os pesquisadores também consideraram as possíveis origens dos três HVSs com base em suas posições espaciais e tempos de vôo.
Além de considerar que eles se originaram no centro da Via Láctea, eles também consideram possibilidades alternativas. Como afirmam em seu estudo:
“Os três HVSs estão associados espacialmente a estruturas estelares jovens conhecidas perto do GC, que suportam uma origem do GC para eles. No entanto, dois deles, ou seja, LAMOST-HVS1 e 2, têm um tempo de vida útil menor que o tempo de voo, indicando que não têm tempo suficiente para viajar do GC para as posições atuais, a menos que sejam retardatários azuis (como no caso de HVS HE 0437-5439). O terceiro (LAMOST-HVS3) tem uma vida útil maior que o tempo de voo e, portanto, não possui esse problema.
Em outras palavras, as origens dessas estrelas ainda são um mistério. Além da ideia de que eles foram acelerados ao interagir com a SMBH no centro de nossa galáxia, a equipe também considerou outras possibilidades sugeridas ao longo dos anos.
Como afirmam neste estudo, “incluem os detritos das marés de uma galáxia anã acumulada e interrompida (Abadi et al. 2009), as estrelas companheiras sobreviventes das explosões de supernova tipo Ia (SNe Ia) (Wang & Han 2009), o resultado de interação dinâmica entre várias estrelas (por exemplo, Gvaramadze et al. 2009) e as fugas ejetadas da Grande Nuvem de Magalhães (LMC), assumindo que o último hospeda um MBH (Boubert et al. 2016). ”
No futuro, Huang e seus colegas indicam que seu estudo se beneficiará de informações adicionais que serão fornecidas pela missão da ESA em Gaia, que eles afirmam lançar uma luz adicional sobre como o HVS se comporta e de onde eles vêm. Como afirmam em suas conclusões:
“As próximas medições corretas e precisas de movimento por Gaia devem fornecer uma restrição direta em suas origens. Por fim, esperamos que mais HVSs sejam descobertos pelas pesquisas espectroscópicas em andamento do LAMOST e, portanto, forneçam mais restrições à natureza e aos mecanismos de ejeção dos HVSs. ”
