Китайские астрономы обнаружили высокоскоростную звезду, выброшенную из шарового скопления Мессье 15

Трехмерное изображение обратных орбит J0731+3717 и шарового скопления Мессье 15. Автор: Huang et al., 2024.

Китайские астрономы сообщают об открытии новой высокоскоростной звезды на расстоянии около 4200 световых лет от нас. Новообретенная звезда, получившая обозначение J0731+3717, оказалась выброшенной из шарового скопления Мессье 15 черной дырой промежуточной массы. Открытие было представлено в статье, опубликованной 3 июня на сервере препринтов arXiv.

Шаровые скопления (ШС) представляют собой скопления тесно связанных звезд, вращающихся вокруг галактик. Астрономы воспринимают их как естественные лаборатории, позволяющие изучать эволюцию звезд и галактик. В частности, шаровые скопления могут помочь исследователям лучше понять историю формирования и эволюцию галактик ранних типов, поскольку происхождение ШС, 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 ШС с коллапсом ядра, радиусом около 88 световых лет и оценочной массой 560 000 солнечных масс. Это один из старейших (возраст около 12,5 миллиардов лет) и наиболее бедных металлами Галактических ШС (металличность примерно -2,25), а также один из наиболее плотно упакованных ШС в нашей галактике.

Известно, что в скоплении находится черная дыра промежуточной массы (ЧДД) с оценочной 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. В результате, проанализировав данные в основном Слоановского цифрового обзора неба (SDSS) и спутника ЕКА Gaia, они нашли многообещающего кандидата в Мессье 15.

«Мы сообщаем об открытии высокоскоростной звезды J0731+3717, чья обратная траектория около 21 млн лет назад пересекает траекторию шарового скопления M15 в пределах приливного радиуса скопления», — 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, расположена примерно в 4200 световых годах от Земли и имеет металличность на уровне -2,23.

Исследование показало, что, хотя J0731+3717 в настоящее время находится на расстоянии 37 500 световых лет от Мессье 15, их обратные траектории пересекаются друг с другом 21 миллион лет назад с относительной скоростью 548 км/с и ближайшим расстоянием примерно 189 световых лет. Это расстояние меньше приливного радиуса Мессье 15, который оценивается в 430 световых лет.

Более того, оказалось, что J0731+3717 демонстрирует редкие химические следы, соответствующие таковым у Мессье 15, а также имеет такую же металличность и возраст, как и у скопления. Поэтому астрономы пришли к выводу, что эта звезда изначально связана с Мессье 15.

Авторы статьи предполагают, что J0731+3717, скорее всего, был выброшен приливным путем с расстояния всего в 1 а.е. от центра Мессье 15. Они добавили, что для выброса с такой высокой скоростью требуется черная дыра с массой не менее 100 солнечных. массы, а это означает, что за это, скорее всего, ответственна IMBH скопления.

Больше информации: Yang Huang et al, A high-velocity star recently ejected by an intermediate-mass black hole in M15, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2406.00923