Sebagian besar bintang di galaksi kita berperilaku dapat diprediksi, mengorbit di sekitar pusat Bima Sakti dengan kecepatan sekitar 100 km / s (62 mi / s). Tetapi beberapa bintang mencapai kecepatan yang secara signifikan lebih besar, sampai-sampai mereka bahkan dapat lepas dari tarikan gravitasi galaksi. Ini dikenal sebagai bintang hypervelocity (HVS), jenis bintang langka yang diyakini merupakan hasil interaksi dengan lubang hitam supermasif (SMBH).
Keberadaan HVS adalah sesuatu yang pertama kali dijadikan teori oleh para astronom pada akhir 1980-an, dan hanya 20 yang telah diidentifikasi sejauh ini. Namun berkat penelitian baru oleh tim astronom China, dua bintang hipervelocity baru telah ditambahkan ke daftar itu. Bintang-bintang ini, yang telah ditetapkan sebagai LAMOST-HVS2 dan LAMOST-HVS3, bergerak dengan kecepatan hingga 1.000 km / detik (620 mil / detik) dan diperkirakan berasal dari pusat galaksi kita.
Studi yang menggambarkan temuan tim, berjudul "Penemuan Dua Bintang Hypervelocity Baru Dari LAMOST Spectroscopic Survey", baru-baru ini muncul secara online. Dipimpin oleh Yang Huang dari South-Western Institute for Astronomy Research di Universitas Yunnan di Kunming, Cina, tim ini mengandalkan data dari Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST) untuk mendeteksi dua bintang baru dengan kecepatan tinggi ini.
Para astronom memperkirakan bahwa hanya 1000 HVS yang ada di dalam Bima Sakti. Mengingat ada sebanyak 200 miliar bintang di galaksi kita, itu hanya 0,0000005% dari populasi galaksi. Sementara bintang-bintang ini diperkirakan berasal dari pusat galaksi kita - diduga sebagai hasil dari interaksi dengan SMBH kita, Sagitarius A * - mereka berhasil melakukan perjalanan yang cukup jauh, kadang-kadang bahkan melarikan diri dari galaksi kita sama sekali.
Karena alasan inilah para astronom sangat tertarik pada HVS. Mengingat kecepatan mereka, dan jarak yang luas yang dapat mereka tempuh, melacak mereka dan membuat basis data pergerakan mereka dapat memberikan kendala pada bentuk halo materi gelap dari galaksi kita. Karenanya mengapa Dr. Huang dan rekan-rekannya mulai menyaring data LAMOST untuk menemukan bukti HVS baru.
Terletak di Provinsi Hebei, Cina barat laut, observatorium LAMOST dioperasikan oleh Chinese Academy of Sciences. Selama lima tahun, observatorium ini melakukan survei spektroskopi dari 10 juta bintang di Bima Sakti, serta jutaan galaksi. Pada bulan Juni 2017, LAMOST merilis Data Release (DR3) ketiganya, yang mencakup spektra yang diperoleh selama survei percontohan dan tiga tahun pertama dari survei reguler.
Berisi spektra berkualitas tinggi dari 4,66 juta bintang dan parameter bintang tambahan 3,17 juta, DR3 saat ini adalah kumpulan spektral publik dan katalog parameter bintang terbesar di dunia. Sudah, data LAMOST telah digunakan untuk mengidentifikasi satu bintang hipervelocity, bintang tipe B1IV / V (bintang utama subgiant / subdwarf) yang 11 Massa Matahari, 13490 kali lebih terang dari Matahari, dan memiliki suhu efektif 26.000 K (25.727 ° C; 46.340 ° F).
HVS ini ditunjuk sebagai LAMOST-HSV1, untuk menghormati observatorium. Setelah mendeteksi dua HVS baru dalam data LAMOST, bintang-bintang ini ditetapkan sebagai LAMOST-HSV2 dan LAMOST-HSV3. Yang cukup menarik, HVS yang baru ditemukan ini juga merupakan urutan utama subdwarf biru - atau bintang tipe B2V dan tipe B7V.
Sedangkan HSV2 adalah 7,3 Massa Matahari, adalah 2399 kali lebih terang dari Matahari kita, dan memiliki suhu efektif 20.600 K (20.327 ° C; 36.620 ° F), HSV3 adalah 3,9 Massa Matahari, 309 kali lebih bercahaya dari Matahari, dan memiliki suhu efektif 14.000 K (24.740 ° C; 44.564 ° F). Para peneliti juga mempertimbangkan kemungkinan asal dari ketiga HVS berdasarkan posisi spasial dan waktu penerbangan mereka.
Selain mempertimbangkan bahwa mereka berasal dari pusat Bimasakti, mereka juga mempertimbangkan kemungkinan alternatif. Seperti yang mereka nyatakan dalam studi mereka:
“Ketiga HVS semuanya terkait secara spasial dengan struktur bintang muda yang dikenal dekat GC, yang mendukung asal-usul GC bagi mereka. Namun, dua dari mereka, yaitu LAMOST-HVS1 dan 2, memiliki masa hidup lebih kecil daripada waktu penerbangan mereka, menunjukkan bahwa mereka tidak memiliki cukup waktu untuk melakukan perjalanan dari GC ke posisi saat ini kecuali mereka adalah pejalan kaki biru (seperti dalam kasus HVS HE 0437-5439). Yang ketiga (LAMOST-HVS3) memiliki waktu hidup lebih besar dari waktu penerbangannya dan dengan demikian tidak memiliki masalah ini.
Dengan kata lain, asal usul bintang-bintang ini masih merupakan misteri. Di luar gagasan bahwa mereka dipercepat dengan berinteraksi dengan SMBH di pusat galaksi kita, tim juga mempertimbangkan kemungkinan lain yang telah disarankan selama bertahun-tahun.
Seperti yang mereka nyatakan dalam studi ini, ini "termasuk puing-puing pasang surut dari galaksi kerdil yang terakresi dan terganggu (Abadi et al. 2009), bintang-bintang pendamping yang masih hidup dari ledakan Jenis Ia supernova (SNe Ia) (Wang & Han 2009), hasilnya interaksi dinamis antara banyak bintang (misalnya, Gvaramadze et al. 2009), dan runaways dikeluarkan dari Large Magellanic Cloud (LMC), dengan asumsi bahwa yang terakhir menampung MBH (Boubert et al. 2016). "
Di masa depan, Huang dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa studi mereka akan mendapat manfaat dari informasi tambahan yang akan disediakan oleh misi Gaia ESA, yang mereka klaim akan menjelaskan bagaimana perilaku HVS dan dari mana mereka berasal. Seperti yang mereka nyatakan dalam kesimpulan mereka:
"Pengukuran gerak tepat akurat mendatang oleh Gaia harus memberikan kendala langsung pada asal mereka. Akhirnya, kami berharap lebih banyak HVS akan ditemukan oleh survei spektroskopi LAMOST yang sedang berlangsung dan dengan demikian akan memberikan kendala lebih lanjut pada sifat dan mekanisme ejeksi HVS.
