Трехмерное изображение обратных орбит J0731+3717 и шарового скопления Мессье 15. Изображение предоставлено: Хуанг и др., 2024.
Китайские астрономы сообщают об открытии новой высокоскоростной звезды на расстоянии около 4200 световых лет от Земли. Недавно открытая звезда, названная J0731+3717, была выброшена из шарового скопления Мессье 15 черной дырой промежуточной массы. Открытие было представлено в статье, опубликованной 3 июня на сервере препринтов arXiv.
Шаровые скопления — это скопления тесно связанных звезд, вращающихся вокруг галактик. Астрономы рассматривают их как естественные лаборатории, позволяющие изучать эволюцию звезд и галактик. В частности, шаровые скопления могут помочь исследователям лучше понять историю формирования и эволюцию ранних типов галактик, поскольку формирование шаровых скоплений, по-видимому, тесно связано с периодами интенсивного звездообразования.
Расположенная примерно в 35 700 световых годах от Земли, Мессье 15 (также известная как NGC 7078 или M15) представляет собой галактическое скопление с коллапсирующим ядром с радиусом около 88 световых лет и оценочной массой 560 000 солнечных масс. Это одно из старейших (возраст около 12,5 миллиардов лет) и наиболее бедных металлами галактических скоплений галактик (с металличностью около -2,25) и одно из наиболее плотно упакованных скоплений галактик в нашей галактике.
Известно, что в скоплении находится черная дыра промежуточной массы (ЧДМ) с предполагаемой массой 1700–3200 солнечных масс.
Команда астрономов под руководством Ян Хуана из Университета Китайской академии наук в Пекине недавно провела поиск высокоскоростных звезд, которые могут быть выброшены из шарового скопления. Анализируя данные, в основном полученные Слоановским цифровым обзором неба (SDSS) и спутником ЕКА Gaia, они нашли многообещающего кандидата в Мессье 15.
«Мы сообщаем об открытии высокоскоростной звезды J0731+3717, чья ретроградная орбита пересекает орбиту шарового скопления M15 в приливном радиусе скопления примерно 21 миллион лет назад», — объяснили исследователи.
J0731+3717 имеет общую скорость 418,71 км/с, массу около 0,69 солнечной массы и эффективную температуру 6062 К. Звезда, возраст которой оценивается в 13 миллиардов лет, находится на расстоянии около 4200 световых лет от Земли и имеет металличность -2,23.
Исследование показало, что J0731+3717 в настоящее время находится на расстоянии 37 500 световых лет от Мессье 15, но их ретроградные орбиты пересеклись 21 миллион лет назад на относительной скорости 548 км/с и на кратчайшем расстоянии около 189 световых лет. Это расстояние меньше приливного радиуса Мессье 15, который оценивается в 430 световых лет.
Кроме того, было обнаружено, что J0731+3717 имеет редкие химические характеристики, соответствующие таковым у Мессье 15, а также металличность и возраст, аналогичные звездному скоплению. Поэтому астрономы пришли к выводу, что эта звезда изначально была связана с Мессье 15.
Авторы исследования полагают, что J0731+3717, скорее всего, был выброшен приливными силами с расстояния всего в одну астрономическую единицу от центра Мессье 15. Они добавили, что для выброса с такой высокой скоростью потребуется черная дыра с массой не менее 100 солнечных масс, а это означает, что, скорее всего, за это ответственна IMBH скопления галактик.
