U prosincu 2013. Europska svemirska agencija (ESA) pokrenula je Gaia misija. Od tada je ovaj svemirski opservatorij zauzet promatranjem preko milijardu astronomskih objekata u našoj galaksiji i šire - uključujući zvijezde, planete, komete, asteroide, kvazare itd. - a sve u svrhu stvaranja najvećeg i najpreciznijeg svemirskog kataloga ikada napravljeno.
Od tada je ESA izdao dva izdanja podataka, a oba su dovela do nekih revolucionarnih otkrića. Najnovije dolazi iz Leiden opservatorija, gdje se koristio tim astronoma Gaia podaci za praćenje onoga što su mislili da su zvijezde velike brzine izbačene s Mliječnog puta, ali koje su se, činilo, kretale u našu galaksiju.
Studija koja je opisala njihove nalaze nedavno je objavljena u časopisu Mjesečne obavijesti Royal Astronomical Društvo - naslovljeno „Gaia DR2 u 6D: Traženje najbržih zvijezda u Galaksiji “. Istraživanje je vodio Tommaso Marchetti, doktorski kandidat iz Leiden-ovog opservatorija, a u njega su uključeni Elena Rossi (izvanredni profesor u Leidenu) i Anthony Brown - predsjedavajući Izvršnog konzorcija za obradu i analizu podataka Gaia (DPAC).
Za potrebe studije, tim je konzultirao podatke iz Gaia jedrugo objavljivanje podataka (DR2) - koje se dogodilo 25. travnja 2018., a temelji se na promatranjima od 25. srpnja 2014. do 23. svibnja 2016. Sadržani u tim podacima bili su položaji, paralakse i pravilni pokreti za oko 1,3 milijarde zvijezda , koji uključuje one koji putuju oko naše galaksije stotinama kilometara u sekundi.
Astronomi su zainteresirani za ove zvijezde, jer njihovi pokreti mogu dati tragove o prošloj povijesti Galaksije. Najbrže klase ovih zvijezda su zvijezde hipervelocity (HVS), koje putuju brzinom do 700 km / s (435 mi / s) na udaljenosti od 100 do 50 000 svjetlosnih godina od centra galaktike. Smatra se da su ove zvijezde nastale u jezgru naše galaksije prije izbacivanja, zahvaljujući interakcijama sa Supermasivnom crnom rupom (SMBH) u njenom središtu.
Do sada je u našoj galaksiji otkriveno samo oko 20 zvijezda hipervelocita, ali Gaia je nedavno objavljeno drugo izdanje podataka pruža jedinstvenu priliku potražiti ih više. Kao što je koautorica studije Elena Maria Rossi objasnila u nedavnom priopćenju za javnost Royal Astronomical Society:
"Od sedam milijuna Gaia zvijezda s potpunim 3D mjerenjima brzine, pronašli smo dvadeset koje bi mogle putovati dovoljno brzo da na kraju pobjegnu s Mliječnog puta."
Suprotno onome što su ipak očekivali, tim je utvrdio da se većina HVS-ova koje su primijetili utrčala prema središtu Mliječnog puta, a ne daleko od njega. Dakle, umjesto da su zvijezde izbačene iz naše galaksije, posve je moguće da su to intergalaktički interloperi koji su došli iz Velikog magelanskog oblaka ili iz još udaljenije galaksije. Ako je istina, onda će ove zvijezde nositi trag mjesta podrijetla.
Na potpuno isti način na koji nas proučavanje marsovskih meteorita može naučiti o Marsovoj strukturi i sastavu, proučavanje tih zvijezda moglo bi nam mnogo reći o prirodi zvijezda u drugoj galaksiji. Činjenica da ovi HVS-ovi putuju kroz našu galaksiju također pruža astronomima mogućnost da proučavaju izvan-galaktičke zvijezde na mnogo bližoj udaljenosti nego što bi to inače bilo moguće. Kao što je Elena objasnila:
"Zvijezde se mogu ubrzati do velikih brzina kada djeluju supermasivnom crnom rupom. Stoga bi prisutnost ovih zvijezda mogla biti znak tako crnih rupa u obližnjim galaksijama. No zvijezde su možda i nekada bile dio binarnog sustava, bacile su se prema Mliječnom putu kada je njihova pratnja zvijezda eksplodirala kao supernova. Bilo kako bilo, proučavanje istih moglo bi nam reći više o takvim procesima u obližnjim galaksijama. "
Istraživački tim priznaje da postoji još jedna mogućnost. U osnovi, ti novootkriveni HVS-ovi možda su nastali u halou naše galaksije, ali su zatim ubrzani i gurnuti prema unutra kada je Mliječni put počeo uspostaviti kontakt s jednom od mnogih patuljastih galaksija s kojima se spojila tijekom svoje povijesti. Gledajući unaprijed, tim se nada da će pomoću prizemnih teleskopa dobiti više informacija o starosti i sastavu zvijezda.
Ovi će podaci pomoći većoj točnosti sužavanja prirode i podrijetla zvijezda. Pored toga, planirana su još dva objavljivanja podataka Gaia misije, s izdanjem DR3-a zakazanim za 2021., dok konačno izdanje (zabrana proširenja misije) ostaje TBD. Svako od tih izdanja podataka pružit će nove i preciznije informacije o većem skupu zvijezda. Kao što je koautor Anthony Brown naznačio:
„Na kraju očekujemo potpuna 3D mjerenja brzina za do 150 milijuna zvijezda. Ovo će vam pomoći pronaći stotine ili tisuće zvijezda hipervelocita, razumjeti njihovo podrijetlo u mnogo detaljnijim detaljima i upotrijebiti ih za istraživanje okruženja galaktičkog centra kao i povijest naše Galaksije. "
Ovi najnoviji rezultati još jednom pokazuju koliko su učinkovit Gaia opservatorija je bila u svojoj misiji. Od sada do konačnog objavljivanja podataka očekuje se mnogo uzbudljivijih otkrića o našoj galaksiji i njenoj okolini.
