Le Soleil parcourt la Galaxie à une vitesse 30 fois supérieure à une navette spatiale en orbite (cadencée à 220 km / s par rapport au centre galactique). Environ une étoile sur un milliard voyage à une vitesse environ 3 fois supérieure à celle de notre Soleil - si vite qu'elle peut facilement s'échapper de la galaxie!
Nous avons découvert des dizaines de ces étoiles dites à hypervitesse. Mais comment exactement ces étoiles atteignent-elles des vitesses aussi élevées? Les astronomes de l'Université de Leicester ont peut-être trouvé la réponse.
Le premier indice vient de l'observation des étoiles à hypervitesse, où l'on peut noter leur vitesse et leur direction. A partir de ces deux mesures, nous pouvons retracer ces étoiles en arrière afin de trouver leur origine. Les résultats montrent que la plupart des étoiles à hypervitesse commencent à se déplacer rapidement dans le Centre Galactique.
Nous avons maintenant une idée approximative de l'endroit où ces étoiles gagnent leur vitesse, mais pas Comment ils atteignent des vitesses aussi élevées. Les astronomes pensent que deux processus pourraient propulser les étoiles à des vitesses aussi élevées. Le premier processus implique une interaction avec le trou noir supermassif (Sgr A *) au centre de notre galaxie. Lorsqu'un système d'étoiles binaires s'éloigne trop près de Sgr A *, une étoile est susceptible d'être capturée, tandis que l'autre étoile est susceptible d'être projetée loin du trou noir à un rythme alarmant.
Le deuxième processus implique une explosion de supernova dans un système binaire. Le Dr Kastytis Zubovas, auteur principal du document résumé ici, a déclaré à Space Magazine: "Les explosions de supernova dans les systèmes binaires perturbent ces systèmes et permettent à l'étoile restante de s'envoler, parfois avec suffisamment de vitesse pour échapper à la galaxie."
Il y a cependant une mise en garde. Les étoiles binaires au centre de notre galaxie seront toutes les deux en orbite et en orbite autour de Sgr A *. Ils seront associés à deux vitesses. "Si la vitesse de l'étoile autour du centre de masse binaire se trouve alignée étroitement avec la vitesse du centre de masse autour du trou noir supermassif, la vitesse combinée peut être suffisamment grande pour échapper à la Galaxie", a expliqué Zubovas.
Dans ce cas, nous ne pouvons pas nous asseoir et attendre pour observer une explosion de supernova brisant un système binaire. Il faudrait être très chanceux pour attraper ça! Au lieu de cela, les astronomes s'appuient sur la modélisation informatique pour recréer la physique d'un tel événement. Ils configurent plusieurs calculs afin de déterminer la probabilité statistique que l'événement se produise et vérifient si les résultats correspondent aux observations.
Les astronomes de l'Université de Leicester l'ont fait. Leur modèle comprend plusieurs paramètres d'entrée, tels que le nombre de binaires, leur emplacement initial et leurs paramètres orbitaux. Il calcule ensuite quand une étoile pourrait subir une explosion de supernova, et en fonction de la position des deux étoiles à ce moment, la vitesse finale de l'étoile restante.
La probabilité qu'une supernova perturbe un système binaire est supérieure à 93%. Mais l'étoile secondaire s'échappe-t-elle alors du centre galactique? Oui, 4 à 25% du temps. Zubovas a décrit: «Même s'il s'agit d'un événement très rare, nous pouvons nous attendre à ce que plusieurs dizaines de ces étoiles soient créées sur 100 millions d'années.» Les résultats finaux suggèrent que ce modèle éjecte des étoiles avec des taux suffisamment élevés pour correspondre au nombre observé d'étoiles à hypervitesse.
Non seulement le nombre d'étoiles à hypervitesse correspond aux observations mais aussi leur distribution dans l'espace. «Les étoiles à hypervitesse produites par notre méthode de perturbation des supernovaes ne sont pas réparties uniformément dans le ciel», a déclaré le Dr Graham Wynn, co-auteur du document. "Ils suivent un modèle qui conserve une empreinte du disque stellaire dans lequel ils se sont formés. Les étoiles à hypervitesse observées suivent un modèle semblable à celui-ci."
Au final, le modèle a très bien réussi à décrire les propriétés observées des étoiles à hypervitesse. Les recherches futures comprendront un modèle plus détaillé qui permettra aux astronomes de comprendre le sort ultime des étoiles à hypervitesse, l'effet des explosions de supernova sur leur environnement et le centre galactique lui-même.
Il est probable que les deux scénarios - des systèmes binaires interagissant avec le trou noir supermassif et un subissant une explosion de supernova - forment des étoiles à hypervitesse. L'étude des deux continuera de répondre aux questions sur la formation de ces étoiles rapides.
Les résultats seront publiés dans le Astrophysical Journal (préimpression disponible ici)
