La mayoría de las estrellas en nuestra galaxia se comportan de manera predecible, orbitando alrededor del centro de la Vía Láctea a velocidades de aproximadamente 100 km / s (62 mi / s). Pero algunas estrellas alcanzan velocidades que son significativamente mayores, hasta el punto de que incluso pueden escapar de la atracción gravitacional de la galaxia. Estas se conocen como estrellas de hipervelocidad (HVS), un tipo raro de estrella que se cree que es el resultado de interacciones con un agujero negro supermasivo (SMBH).
La existencia de HVS es algo que los astrónomos teorizaron por primera vez a fines de la década de 1980, y hasta ahora solo se han identificado 20. Pero gracias a un nuevo estudio realizado por un equipo de astrónomos chinos, se han agregado dos nuevas estrellas de hipervelocidad a esa lista. Estas estrellas, que han sido designadas como LAMOST-HVS2 y LAMOST-HVS3, viajan a velocidades de hasta 1,000 km / s (620 mi / s) y se cree que se originaron en el centro de nuestra galaxia.
El estudio que describe los hallazgos del equipo, titulado "Descubrimiento de dos nuevas estrellas de hipervelocidad de las encuestas espectroscópicas LAMOST", apareció recientemente en línea. Dirigido por Yang Huang, del Instituto Suroeste de Investigación de Astronomía en la Universidad de Yunnan en Kunming, China, el equipo confió en datos del Telescopio Espectroscópico de Fibra de Objetos Múltiples del Área del Cielo Grande (LAMOST) para detectar estas dos nuevas estrellas de hipervelocidad.
Los astrónomos estiman que solo existen 1000 HVS dentro de la Vía Láctea. Dado que hay hasta 200 mil millones de estrellas en nuestra galaxia, eso es solo 0.0000005% de la población galáctica. Si bien se cree que estas estrellas se originan en el centro de nuestra galaxia, supuestamente como resultado de la interacción con nuestro SMBH, Sagitario A *, logran viajar bastante lejos, a veces incluso escapando de nuestra galaxia por completo.
Es por esta misma razón que los astrónomos están tan interesados en HVS. Dada su velocidad y las grandes distancias que pueden cubrir, rastrearlos y crear una base de datos de sus movimientos podría proporcionar restricciones en la forma del halo de materia oscura de nuestra galaxia. Por eso, el Dr. Huang y sus colegas comenzaron a examinar los datos de LAMOST para encontrar evidencia de nuevos HVS.
Ubicado en la provincia de Hebei, en el noroeste de China, el observatorio LAMOST es operado por la Academia China de Ciencias. En el transcurso de cinco años, este observatorio realizó un estudio espectroscópico de 10 millones de estrellas en la Vía Láctea, así como millones de galaxias. En junio de 2017, LAMOST lanzó su tercer Lanzamiento de datos (DR3), que incluía espectros obtenidos durante la encuesta piloto y sus primeros tres años de encuestas regulares.
Con espectros de alta calidad de 4,66 millones de estrellas y los parámetros estelares de 3,17 millones adicionales, DR3 es actualmente el mayor conjunto de espectrales públicos y catálogo de parámetros estelares del mundo. Los datos de LAMOST ya se habían utilizado para identificar una estrella de hipervelocidad, una estrella de tipo B1IV / V (secuencia principal azul subgigante / subenana) que tenía 11 masas solares, 13490 veces más brillante que nuestro Sol, y tenía una temperatura efectiva de 26,000 K (25,727 ° C; 46,340 ° F).
Este HVS fue designado LAMOST-HSV1, en honor del observatorio. Después de detectar dos nuevos HVS en los datos de LAMOST, estas estrellas fueron designadas como LAMOST-HSV2 y LAMOST-HSV3. Curiosamente, estos HVS recientemente descubiertos también son subenanos azules de secuencia principal, o una estrella de tipo B2V y B7V, respectivamente.
Mientras que HSV2 es 7.3 Masas solares, es 2399 veces más luminoso que nuestro Sol y tiene una temperatura efectiva de 20,600 K (20,327 ° C; 36,620 ° F), HSV3 es 3.9 Masas solares, es 309 veces más luminoso que el Sol, y tiene una temperatura efectiva de 14,000 K (24,740 ° C; 44,564 ° F). Los investigadores también consideraron los posibles orígenes de los tres HVS en función de sus posiciones espaciales y tiempos de vuelo.
Además de considerar que se originaron en el centro de la Vía Láctea, también consideran posibilidades alternativas. Como afirman en su estudio:
“Los tres HVS están asociados espacialmente con estructuras estelares jóvenes conocidas cerca del GC, lo que admite un origen GC para ellos. Sin embargo, dos de ellos, es decir, LAMOST-HVS1 y 2, tienen tiempos de vida más pequeños que sus tiempos de vuelo, lo que indica que no tienen suficiente tiempo para viajar desde el GC a las posiciones actuales a menos que sean rezagados azules (como en el caso de HVS HE 0437-5439). El tercero (LAMOST-HVS3) tiene una vida útil mayor que su tiempo de vuelo y, por lo tanto, no tiene este problema.
En otras palabras, el origen de estas estrellas sigue siendo un misterio. Más allá de la idea de que se aceleraron al interactuar con el SMBH en el centro de nuestra galaxia, el equipo también consideró otras posibilidades que han sugerido a lo largo de los años.
Como afirman en este estudio, estos "incluyen los restos de las mareas de una galaxia enana acrecida e interrumpida (Abadi et al. 2009), las estrellas compañeras supervivientes de las explosiones de supernovas de Tipo Ia (SNe Ia) (Wang y Han 2009), el resultado de interacción dinámica entre múltiples estrellas (p. ej., Gvaramadze et al. 2009), y los fugitivos expulsados de la Gran Nube de Magallanes (LMC), suponiendo que este último alberga un MBH (Boubert et al. 2016) ".
En el futuro, Huang y sus colegas indican que su estudio se beneficiará de la información adicional que proporcionará la misión Gaia de la ESA, que según ellos arrojará luz adicional sobre cómo se comportan los HVS y de dónde provienen. Como afirman en sus conclusiones:
“Las próximas mediciones precisas de movimiento adecuadas de Gaia deberían proporcionar una restricción directa sobre sus orígenes. Finalmente, esperamos que se descubran más HVS mediante los estudios espectroscópicos LAMOST en curso y, por lo tanto, proporcionen más restricciones sobre la naturaleza y los mecanismos de expulsión de HVS ".
