Kako preživi pratnja eksploziju supernove? Objašnjenje porekla hiperbrzih zvezda iz LMC

2017. godine astronomi su identifikovali skup hiperbrzih zvezda koje verovatno potiču iz Velikog Magelanovog Oblaka (LMC). To je izazvalo pitanje koje zanima i laike i stručnjake: ako je jedna zvezda u binarnom paru eksplodirala kao supernova, kako je druga — pratnja — uspela da preživi udarni talas i snažno zračenje i pritom bude izbačena velikom brzinom?

Kako postaju hiperbrze zvezde?

Postoje dva glavna mehanizma koja objašnjavaju poreklo hiperbrzih zvezda. Prvi je interakcija binarnog sistema sa supermasivnom crnom rupom u centru Mlečnog puta, Sagittarius A*, koja može rasparčati par: jedna zvezda bude zarobljena, a druga ispaljena na ogromnoj brzini. Drugi mehanizam je eksplozija supernove u bliskom binarnom paru — kada jedna zvezda eksplodira, pratnja može biti oslobođena svoje orbitalne brzine i „ispljunuta“ u svemir.

Zašto pratnja nije uništena?

Iako supernova emituje ogroman talas energije, nekoliko faktora pomaže pratnji da preživi:

Sopstvena gravitacija: zvezde su ogromne i gravitaciono vezane; to znači da će, iako mogu izgubiti spoljne slojeve, jezgro i većina mase ostati na mestu.

Distanca i geometrija: pratnja obično nije tačno u centru eksplozije — udarni talas i zračenje slabe sa distancom, pa efekti zavise od separacije u binarnom paru.

Masovno skidanje, ali ne rasparčavanje: pratnja može biti „ogoljena“ — izgubiti atmosferske slojeve ili biti zagrejana i obezvađena (heated) — ali retko biva potpuno razbijena.

Posledice i posmatranja

Neki binarni sistemi ostaju vezani i nakon supernove; takvi sistemi ponekad formiraju X-rendgenske binarne sisteme u kojima gusti ostatak (neutronska zvezda ili crna rupa) akrecijom skida materiju sa pratilje, stvarajući rendgensko zračenje. Ipak, ishod zavisi od mase, orbitalne udaljenosti i same supernove — u nekim slučajevima par se ipak razdvaja.

Uloga Velikog Magelanovog Oblaka

Studija iz 2017. predložila je da je koncentracija nekih hiperbrzih zvezda u smeru sazvežđa Lava i Sekstansa posledica porekla iz LMC. Pošto se LMC kreće relativno brzo (oko 250 milja/s ili ~400 km/s), vektorska suma orbitalne brzine pratilje i brzine LMC može dati posmatranu ukupnu brzinu sličnu onoj koju očekujemo od interakcija sa Sagittarius A*. Takođe, zvezde izbačene iz LMC bi bile usmerene duž njegove orbite, objašnjavajući prostornu koncentraciju u određenom delu neba.

Napomena o izvorima: originalni članak potpisuje Launie Wellman (Festus, Missouri), a stručni komentar daje dr Monica Valluri, Research Professor of Astronomy na University of Michigan; njihove interpretacije i podaci su sažeti i objašnjeni u ovom tekstu.

Ukratko — pratnja u binarnom paru često preživi supernovu jer sopstvena gravitacija i relativna udaljenost smanjuju efekt udarnog talasa i zračenja; posledično, eksplozije supernova u binarnim sistemima ostaju verodostojan mehanizam za proizvodnju nekih hiperbrzih zvezda, posebno ako se u račun uključi i kretanje galaksije-darovatelja, poput LMC.