Hviezda unikajúca z našej Galaxie

Približne pred 100 miliónmi rokov sa v centrálnej oblasti našej Galaxie (Mliečnej cesty) pohyboval jeden trojhviezdny systém, čo mimoriadne zmenilo jeho životný osud. Táto trojhviezda sa dostala príliš blízko k superhmotnej čiernej diere v jadre Galaxie, ktorá jednu z hviezd zachytila a zvyšné dve doslova vymrštila von z Mliečnej cesty. Neskôr sa stala ďalšia dramatická udalosť: tieto dve unikajúce hviezdy sa spojili (splynuli) a vytvorili mimoriadne horúcu modrú hviezdu. Môže to vyzerať ako sci-fi, ale astronómovia využívajúci Hubblov kozmický ďalekohľad (HST) tvrdia, že práve toto je najpravdepodobnejší scenár pre vznik tejto tzv. hyperrýchlej hviezdy, označenej HE 0437-5439. Ide o jednu z najrýchlejších hviezd, aká bola doteraz pozorovaná. Pohybuje sa naprieč oblohou rýchlosťou 700 km/s (2,5 milióna km/h), čo je 3 krát rýchlejšie než obieha Slnko okolo jadra Galaxie. Pozorovania z HST potvrdili, že hviezdny „utečenec“ pochádza z jadra Galaxie, kde bol jeho pôvodný domov. Väčšina zo 16 dosiaľ známych hviezd s nadmerne vysokou rýchlosťou objavených od roku 2005 sú veľmi pravdepodobne utečenci z jadra našej Galaxie. Avšak tieto výsledky z HST sú prvé priame pozorovania spájajúce rýchlo sa pohybujúce hviezdy s ich pôvodom v galaktickom centre. „Pomocou HST môžeme po prvý raz vystopovať miesto, odkiaľ hviezda pochádza, a to na základe merania jej pohybu po oblohe, ktorý vychádza priamo z centra Mliečnej cesty,“ hovorí astronóm Warren Brown (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts), člen týmu, ktorý pomocou HST pozoroval unikajúcu hviezdu. „Tieto hviezdy - vyhnanci sú veľmi vzácne v populácii našej Galaxie obsahujúcej niekoľko 100 miliárd hviezd. Približne každých 100 miliónov rokov sa v Galaxii objaví jedna hyperrýchla hviezda.“ Presuny týchto „odtrhnutých“ hviezd môžu odhaliť, ako je rozložená tmavá hmota obklopujúca našu Galaxiu. „Výskum týchto hviezd môže poskytnúť viacej stôp na zistenie povahy časti neviditeľnej hmoty vo vesmíre a môže pomôcť astronómom lepšie porozumieť vzniku galaxií,“ konštatuje vedúci tímu Oleg Gnedin (University of Michigan, Ann Arbor). „Prejav gravitácie tmavej hmoty je možné určiť na základe tvaru dráhy hyperrýchlej hviezdy na ceste z našej Galaxie.“ Hviezdny vyhnanec už križuje vzdialené okolie Galaxie vysoko nad galaktickým diskom, asi 200 000 svetelných rokov od jej jadra. Pre porovnanie: priemer disku našej Galaxie je približne 100 000 svetelných rokov. Na základe zistenia smeru pohybu unikajúcej hviezdy a stanovením jadra Galaxie ako východzieho bodu vypočítal vedecký tím, ktorého členmi sú Warren Brown a Oleg Gnedin, akou rýchlosťou musela byť hviezda vyvrhnutá, aby dosiahla svoju súčasnú polohu. „Hviezda sa pohybuje absurdnou rýchlosťou - dvakrát vyššou, než je nutná k úniku z gravitačného poľa našej Galaxie,“ vysvetľuje Brown, lovec hviezd s nadmernou rýchlosťou, ktorý prvú hviezdu unikajúcu z Galaxie objavil v roku 2005. Na základe zistenej rýchlosti a polohy hviezdy HE 0437-5439 musí byť jej vek minimálne 100 miliónov rokov, aby sa mohla z centra Galaxie dostať do dnešnej polohy. Ale jej hmotnosť - 9 krát väčšia než hmotnosť Slnka - a modrá farba znamenajú, že by mala spotrebovať svoje jadrové palivo asi za 20 miliónov rokov po svojom vzniku, teda oveľa skôr, než je doba potrebná k jej presunu na miesto, kde ju teraz pozorujeme. Najpravdepodobnejšie vysvetlenie pre modrú farbu hviezdy a vysokú rýchlosť je, že bola súčasťou trojnásobnej hviezdnej sústavy, ktorá bola rozbitá v dôsledku gravitačného hviezdneho biliardu - pôsobením superhmotnej čiernej diery, ako sme uviedli na začiatku. Táto predstava udelenia únikovej rýchlosti hviezde bola prvý krát navrhnutá v roku 1998. Teória predpokladá, že superhmotná čierna diera v centre našej Galaxie môže vyvrhnúť z Galaxie jednu hviezdu raz za približne 100 000 rokov. Warren Brown sa domnieva, že trojnásobný hviezdny systém obsahoval tesnú dvojicu hviezd a tretiu vzdialenejšiu zložku, taktiež gravitačne viazanú s touto sústavou. Čierna diera odtrhla túto vzdialenejšiu zložku a naviedla ju preč z dosahu príťažlivosti dvojhviezdy. Moment hybnosti hviezdy odsúdenej na smrť bol odovzdaný dvojici hviezd, ktorá bola nasmerovaná k úniku z našej Galaxie. Akonáhle sa dvojica dostala na únikovú dráhu, pokračovala v normálnom hviezdnom vývoji. Hmotnejšia hviezda sa vyvíjala oveľa rýchlejšie a prešla do štádia červeného obra. Rozpínajúca sa atmosféra zahalila aj jej sprievodcu. Vďaka tomu druhá zložka dvojhviezdy sa v tomto prostredí brzdila a krúžila po špirále, až nakoniec došlo ku splynutiu oboch hviezd a vznikla jedna superhviezda, tzv. modrý oneskorenec (modrý kvôli svojej teplote, teda farbe a oneskorenec preto, lebo pri danej hmotnosti by mal byť vo svojom vývoji už oveľa ďalej). „Tento príbeh modrých oneskorencov sa môže zdať zvláštny, avšak druh týchto hviezd môžeme v Mliečnej ceste naozaj pozorovať a takisto sa v nej nachádza veľké množstvo hviezd viazaných vo viacnásobných sústavách,“ dodáva Brown.

RNDr. Zdeněk Komárek