Как быстро может лететь звезда? Некоторые подобны кометам, другие- носятся на огромных скоростях, а есть те, которые поедают друг друга. Все это о звездах.
Как известно, наша галактика Млечный путь насчитывает порядка 400 миллиардов звезд. Все они вращаются вокруг центральной точки - сверхмассивной черной дыры. Хотя галактика и имеет форму спирали, звезды в ней движутся примерно с одинаковыми скоростями и не имеет особого значения где она находится на краю спирального рукава или практически в центре. Возле самой сверхмассивной черной дыры скорости звезд кончено иные, но их не будет брать во внимание.
В марте 2018 г. астрономы из Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) выяснили, что все галактики, независимо от своего размера или типа, вращаются с одинаковой скоростью и совершают полный оборот вокруг своей оси за 1 млрд земных лет. Правда не все звезды подчиняются общим правилам. О них и пойдет речь.
Средняя скорость вращения звезд вокруг центра галактики составляет примерно 200 км/с, плюс-минус немного. Относительная же скорость, т.е. скорость звезд относительно своих соседок где-то порядка от 0 до 20 км/с. Можно представить звезды в галактике в виде движения автомобилей по автомагистрали. Если общий поток едет со скоростью 110-150 км/ч, то сами автомобили относительно друг друга двигаются с небольшой скоростью 20-40 км/ч, перестраиваются, обгоняют и т.д. Например, выезжая из Москвы в СПб, можно всю дорогу наблюдать один и тот же автомобиль на соседней полосе. Тоже самое происходит и со звездами на нашем небе. Именно поэтому каждую ночь мы видим одни и те же созвездия.
Как и на трассе в космосе тоже можно найти лихачей. Некоторые звезды, имеют относительную скорость гораздо большего порядка, вплоть до очень огромных скоростей. Эти-то звезды и называются убегающими. Но, если на трассе причиной большой скорости автомобиля служит водитель-лихач, то в космосе все немного иначе. Давайте выясним причины появления таких звезд.
Бинарные системы.
Звезды очень любят такие системы, когда пара звезд были образованы и находятся в непосредственной близости друг-другу. На самом деле таких систем большинство. И то факт, что у нашего солнца нет компаньонки, делает ее необычной. Двойные (бинарные) системы, довольно стабильны, вращаясь вокруг общего центра масс эти звезды неохотно покидают свою систему. Чем дальше они находятся, тем скорость их вращения вокруг центра масс меньше и соответственно чем ближе тем скорость ближе. Теперь уберем одну звезду. Так просто убрать конечно не получиться, для этого нужна либо сверхновая либо подобный катаклизм т.е. смерть одной из компаньонок.
Выше на видео показан один из вариантов эволюции такой системы.
Одна из звезд начинает «высасывать» вещество со второй, постепенно приближаясь и увеличивая свою орбитальную скорость. "Высосанная" вторая звезда становиться меньше и горячее, теряя часть своей массы. Звезда взрывается, порождая суперновую звезду и оставляя после себя нейтронную.
Далее могут быть различные варианты. Но нас интересует тот при котором звезда, которая не взорвалась будет выброшена из двойной системы (на видео к сожалению, не он). И скорость ее убегания будет тем больше, чем ближе она изначально находилось к другой. Скорости таких звезд довольно велики. Нам известно не мало убегающих звезд.
Динамическое взаимодействие.
Звезды, выброшенные из скопления звезд, гравитационным воздействием группы ее соседок. Некоторые убегающие звёзды производят головную ударную волну сжатого вещества, которая очень похожа на головную волну от реактивного самолета, преодолевающего звуковой барьер.
Когда звезда-беглец движется с большой скоростью, через межзвёздную среду (очень тонкую смесь газа и пыли), со сверхзвуковой скоростью, то межзвёздное вещество становится заметно в виде головной ударной волны. Сам термин «Сверхзвуковая скорость» означает, что скорость движущегося объекта выше, чем скорость звука в окружающей среде. Если на Земле скорость звука равна примерно 330 м/с, то в межзвездном пространстве газа и пыли около 10000 м/с. Таким образом, обнаружение головной ударной волны вокруг звёзды означает, что она движется со сверхзвуковой скоростью.
Да-да, сейчас начнутся упреки, что космос- это вакуум и звука там нет, и скорости звука тоже. Да, в вакууме звук не распространяется. Запомните, космос- это не вакуум! Вакуум - пространство, свободное от вещества (с нюансами конечно, но все же). Космическое пространство имеет очень низкую плотность и давление и является наилучшим приближением физического вакуума. Но космический вакуум не является действительно совершенным, даже в межзвёздном пространстве есть несколько атомов водорода на кубический сантиметр.
Такие звезды, как правило оставляют за собой след. И следуя этому следу (извиняюсь за тавтологию) в обратном направлении, мы придем к тому месту, откуда она была выброшена. Для многих звезд, след ведет в какое-нибудь скопление молодых звезд. И сам факт, что звезда оставляет такой след, говорит нам, что она движется со сверхзвуковой скоростью т.е. более 10 км/с относительно газа, в котором она летит.
Возвращаясь к двойной системе, при взрыве одной звезды, вторая сохраняет свою орбитальную скорость и с ней же вырывается в межзвездное пространство. Как быстро? Довольно быстро. Самая быстрая известная звезда US708 несется на скорости 1200 км/с. US708 - убегающая звезда, гиперскоростной белый карлик в созвездии Большой Медведицы в гало Млечного Пути. Одна из наиболее быстро движущихся звезд нашей галактики. Обнаружена и впервые исследована в 1982 году. Это сверх плотная гелиевая звезда. Это говорит нам о том, что водород со звезды был содран с ее поверхности в бинарной системе, оставив только гелий.
Звезды Гало. Звезды, не входящие в состав основного диска галактики. Их траектория лежит почти перпендикулярно основной массе.
Они так же вращаются вокруг центральной точки (черной дыры), но уже по своим траекториям, поперек основному движению. Скорости таких звезд достигают 500 км/с.
Гиперскоростные звезды. Звезды выброшенные из нашей галактики сверхмассивной черной дырой. Самая быстрая достигла скорости 800 км/с. Такие звезды улетают из нашей галактики навсегда. Как известно гравитация черной дыры огромна, а гравитация сверхмассивной черной дыры еще огромнее. Она то и выбрасывает звезду из галактики, придавая ей такие скорости. На самом деле это далеко не предел. Притянув бинарную систему, звезды уже имея свою орбитальную скорость, добавят скорости от прохода возле сверхмассивной черной дыры. Если черная дыра поглотит только одну из звезд, вторая звезда сохранит свой импульс движения и проходя на краю своего разрушения, вблизи горизонта событий, будет выкинута из галактики на огромной скорости. Самые же большие рекордсмены (пока неоткрытые) это звезды, попавшие во взаимодействие при слиянии двух сверхмассивных черных дыр. А такие дыры сливаются лишь при столкновении галактик. При таких грандиозных столкновениях звезды смогут достичь скоростей, которые будут измеряться частью от скорости света.
Ниже компьютерная симуляция столкновения нашей галактики Млечный путь с галактикой Андромеда, что кстати произойдет примерно через пару млрд лет (мы, которая поменьше).
Хорошего настроения всем. Изучайте науку.
Понравился материал? поставьте лайк- вам нетрудно, а мне приятно, так я буду понимать, что материал интересен и делать больше подобных выпусков.
Больше интересного в других статьях.
Подписка - плюсик в вашу карму.
