Stálice na útěku: Z Mléčné dráhy už zřejmě uniklo okolo tisícovky hvězd
Hvězdokupy, galaxie či kupy galaxií představují natolik kompaktní útvary, že v důsledku vlastní gravitace nedovolí svým „obyvatelům“ uniknout. Přesto musely některé hvězdy svůj domov nedobrovolně opustit
Před osmnácti lety astronomové jen nevěřícně kroutili hlavou, když objevili první hvězdu prchající z Mléčné dráhy rychlostí 2,4 milionu kilometrů za hodinu. Jestliže ovšem může být z galaxie takovou rychlostí vymrštěna stálice, může se totéž přihodit planetě? Nové výzkumy ukazují, že ano. Nejenže unikající oběžnice existují, ale některé z nich se řítí prostorem opravdu závratně rychle.
„Pokud bychom žili na takové planetě, absolvovali bychom skutečně divokou jízdu z centra Mléčné dráhy až do mezigalaktického prostoru,“ například vysvětluje astrofyzik Avi Loeb z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Tyto superrychlé planety mají přitom stejný původ jako unikající stálice. Dvojhvězdná soustava se přiblíží k supermasivní černé díře v centru Galaxie a mohutná gravitace od sebe hvězdy odtrhne. Zatímco první se dostane na oběžnou trajektorii kolem černé díry, druhá je nesmírně rychle vymrštěna napříč Mléčnou dráhou, kterou následně opustí (pohybuje-li se vyšší rychlostí než únikovou). Planety kroužící kolem první hvězdy pak může černá díra odtrhnout a vyvrhnout obrovskou rychlostí do mrazivé temnoty mezihvězdného prostoru. Druhá stálice, jež byla z Galaxie vymrštěna, může vesmírem putovat i společně se svými oběžnicemi.
Třikrát rychleji než Slunce
Podívejme se na příklad vyvržené hvězdy. Asi před sto miliony let se jeden trojhvězdný systém pohyboval v chaotické centrální části naší Galaxie, což výrazně změnilo jeho životní osud. Zmíněné trio se dostalo příliš blízko k obří černé díře, která jednu ze stálic zachytila a zbylé dvě doslova vymrštila mimo Mléčnou dráhu. Dramatickou událost pak doplnila ještě další hvězdná „manipulace“: Dvě společně prchající stálice se spojily a vytvořily jednu mimořádně horkou modrou hvězdu.
Uvedený příběh může působit jako science fiction, ale podle astronomů pracujících s Hubbleovým dalekohledem (HST) jde o nejpravděpodobnější scénář pro tzv. hyperrychlou hvězdu, známou jako HE 0437-5439 – jednu z nejrychlejších, jaké se dosud podařilo pozorovat. Pohybuje se rychlostí 2,5 milionu kilometrů za hodinu, takže trojnásobně překonává Slunce na jeho pouti kolem středu Galaxie. A sledování z HST potvrdila, že tento hvězdný „utečenec“ měl původně domov v centru Mléčné dráhy.
Většina z více než šedesáti dosud známých hvězd s mimořádně vysokou rychlostí, objevených od roku 2005, patří pravděpodobně mezi exulanty z jádra naší Galaxie. Uvedení vyhnanci jsou přitom v hvězdné populaci našeho vesmírného ostrova, která čítá asi dvě stě miliard členů, velmi vzácní. Každopádně se předpokládá, že z Mléčné dráhy už unikla více než tisícovka stálic. „Pohybují se vysokou rychlostí – až dvakrát větší, než je nutné k vymanění se z gravitačního pole naší Galaxie,“ vysvětluje Warren Brown z CfA, který první stálici prchající z Mléčné dráhy objevil právě v roce 2005.
Zářiví odpadlíci
Fotografie pořízené pomocí HST odhalily 14 „splašených“ hvězd, jež brázdí oblasti hustého mezihvězdného plynu, přičemž vytvářejí zářivé struktury ve tvaru hrotu šípu a protáhlého ohonu svítícího plynu. Popsané „šípy“ neboli rázové vlny vznikají, když intenzivní hvězdný vítr – tedy proud částic vyvrhovaných stálicí – naráží do okolního hustého plynu. Uvedený jev připomíná rychlý člun křižující hladinu jezera.
„Myslíme si, že jsme objevili novou skupinu jasných a velmi rychle se pohybujících hvězdných vetřelců,“ uvádí astronom Raghvendra Sahai z Jet Propulsion Laboratory. Pro odborníky se přitom jedná o velké překvapení, protože nic podobného dosud nepozorovali. „Když jsem tyto fotografie uviděl poprvé, zajásal jsem. Vypadá to, jako by se hustým mezihvězdným prostředím pohyboval vysokou rychlostí projektil. Díky vynikajícím schopnostem Hubbleova dalekohledu jsme pak odhalili strukturu a tvar zmíněných rázových vln,“ dodává Sahai. Stáří, hmotnost a rychlost hvězdných „odpadlíků“ však mohou astronomové pouze odhadnout. Stálice se zdají být mladé, zrozené zhruba před několika miliony let, což je i důvodem jejich intenzivního hvězdného větru.
Sahai objasňuje: „Tyto rychle se pohybující hvězdy byly pravděpodobně vymrštěny ze svých domovů ve velkých hvězdokupách.“ Existují přitom dva možné způsoby vypuzení stálic z místa jejich zrodu ve hvězdokupě, v níž – na rozdíl od galaxie – samozřejmě schází černá díra. V prvním případě exploduje jedna členka dvojhvězdy jako supernova, přičemž dojde k odmrštění její „partnerky“. Jinou možnost představuje setkání dvou binárních systémů nebo srážka dvojhvězdy s třetí stálicí: Jednu či více hvězd pak urychlí vzájemné gravitační působení, což může vyústit v definitivní únik z hvězdokupy.
