شهاب سنگ چیست و ستاره شناسان چگونه آن را توصیف می کنند؟ | دیجیاتو

در دوران دو رنسانس انگلیسی، مردم بر این باور بودند که شهاب‌سنگ‌ها نوری از آسمان هستند که بر روی مردم فرود می‌آیند و باعث ایجاد مشکلات و مشکلات می‌شوند. در پایان قرن نوزدهم، دانشمندان این باور را آزمایش کردند. آنچه امروزه معمولاً به عنوان ستارگان در حال سقوط یا شهاب‌سنگ شناخته می‌شود، تکه‌های ریز سنگ یا غبار هستند که با ورود به جو زمین به سرعت می‌سوزند.

اما طبیعت برای ما یک شگفتی دارد: شهاب در واقع وجود دارد.

من یک اخترفیزیکدان هستم که در حال مطالعه مکانیک آسمانی هستم – چگونه اجرام کیهانی مانند ستاره ها، سیارات و کهکشان ها حرکت می کنند.

از سال 2005 تا 2014، یک برنامه رصدی عظیم شامل آسمان در رصدخانه فرد لارنس ویپل وجود یک خوشه ستاره ای جدید را تأیید کرد که با سرعتی باورنکردنی در حال حرکت بود که می توانست از گرانش کهکشان های محلی خود فرار کند.

در آن زمان، اخترشناسان شروع به مطالعه درک رفتار شهاب‌ها – به اصطلاح ستارگان با سرعت بالا – در حال حرکت با سرعت میلیون‌ها مایل در ساعت کردند.

ستاره های در حال چرخش و شهاب سنگ ها

داستان ستارگان پرسرعت در سال 1988 زمانی آغاز می‌شود که جک گیلبرت هیلز، نظریه‌پرداز آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، ایده‌ای مبتکرانه ارائه کرد: یا یک منظومه ستاره‌ای دوتایی – دو ستاره متصل به گرانش. یک توده مرکزی مشترک – در حال حرکت در نزدیکی یک سیاهچاله عظیم در مرکز کهکشان راه شیری؟ او محاسبه کرد که نیروی یک سیاهچاله می تواند این سیستم دوتایی را به دو قسمت تقسیم کند.

تصور کنید دو اسکیت باز روی یخ دست در دست هم گرفته و با هم می چرخند. آنها بلافاصله دست یکدیگر را رها کردند. این دو از هم جدا خواهند شد. به طور مشابه، وقتی دو ستاره در یک سیستم دوتایی تحت تأثیر نیروی یک سیاهچاله قرار می گیرند، از هم جدا می شوند. در چنین حالتی، یک ستاره می تواند انرژی کافی به دست آورد تا به طور کامل از کهکشان خارج شود، یعنی از کهکشان به بیرون پرتاب شود.

ستاره شناسان اکنون می دانند که ستارگان با سرعت بالا از این طریق متولد می شوند.

تئوری، مشاهدات و شبیه سازی

پس از انتشار گزارش پیش‌بینی هیلز، جامعه نجوم وجود ستارگان پرسرعت را اگر نگوییم شواهد رصدی، یک احتمال جالب در نظر گرفت. این دیدگاه در سال 2005 تغییر کرد.

گروهی از محققین که در رصدخانه MMT آریزونا ستارگان را در هاله راه شیری رصد می کردند به اتفاقی غیرمنتظره برخورد کردند. آنها ستاره ای را رصد کردند که با سرعتی در حدود 2 میلیون مایل در ساعت (حدود 3.2 میلیون کیلومتر در ساعت) از کهکشان راه شیری می گریخت. HVS1 اولین ستاره ای بود که با چنین سرعت بالایی مشاهده شد.

مشاهدات همیشه داستان یک نظریه را بیان می کنند، اما برای یافتن پاسخ سوالات دیگر – مانند آنچه برای ستاره دیگری پس از جدا شدن با سرعت زیاد به دلیل نیروی سیاه چاله اتفاق می افتد – من و مشاورم به شبیه سازی روی آوردیم. مدل‌های ما پیش‌بینی می‌کنند که ستاره دیگر این جفت معمولاً به دور سیاهچاله خواهد چرخید، همانطور که زمین به دور خورشید می‌چرخد.

یکی دیگر از نتایج هیجان انگیز این مدل سازی کشف این بود که گاهی اوقات دو ستاره می توانند با یکدیگر برخورد کنند. وقتی این اتفاق می افتد، ستاره ها می توانند به ستاره های بسیار پرجرم تبدیل شوند.

اگر بخواهید بپرسید برای سیاره ای که به دور یکی از این ستاره ها می چرخد ​​چه اتفاقی می افتد؟ باید پاسخ دهیم که آن را هم الگوبرداری کرده ایم. در مقاله کوتاهی از سال 2012، من و همکارانم نشان دادیم که یک سیاهچاله در مرکز کهکشان ما می تواند سیارات را با نرخی در حدود 5 درصد از کهکشان راه شیری دور کند.

تا به امروز هیچ سیاره ای با چنین سرعت بالایی شناسایی نشده است. اما احتمال وجود آن بسیار زیاد است و ستاره شناسان زیادی به دنبال آن هستند.

شهاب سنگ ممکن است در داخل کهکشان باقی بماند

من و همکارانم از داده های فضاپیمای گایا که در سال 2013 پرتاب شد استفاده کردیم تا متوجه شویم برخی از ستارگانی که جامعه نجومی قبلا آنها را “ستارگان پرسرعت” می نامیدند ممکن است در واقع به کهکشان راه شیری متصل باشند.

اگرچه این نتیجه ممکن است ناامید کننده به نظر برسد، اما دو نکته مهم را آشکار می کند. مکانیسم های مختلفی برای شتاب دادن به ستارگان در سرعت های بالا وجود دارد. امروزه ستاره شناسان هزاران ستاره پرسرعت را می شناسند. با این حال، حرکت سریع یک ستاره آن را به یک ستاره پرسرعت جدا از کهکشان راه شیری تبدیل نمی کند. دوم، ستارگان پرسرعت واقعی که از کهکشان راه شیری فرار می کنند، ممکن است بسیار نادرتر از آن چیزی باشند که قبلا تصور می شد.