Οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει άστρα που απομακρύνονται από τον Γαλαξία μας με απίστευτες ταχύτητες. Τα άστρα αυτά μπορούν να μας δώσουν νέες γνώσεις για τις μαύρες τρύπες στο κέντρο του Γαλαξία μας καθώς επίσης για τη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη στο σύμπαν.
Το 2005, ο αστρονόμος Warren Brown ανακάλυψε δύο άστρα τα οποία απομακρύνονται από το Γαλαξία με ταχύτητα που υπερβαίνει τα δύο εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα. Οι δύο «δραπέτες» είναι σε πορεία διαφυγής εδώ και τουλάχιστον 100 εκατομμύρια χρόνια, και τώρα βρίσκονται εκατοντάδες χιλιάδες έτη φωτός αντίστοιχα από το κέντρο του Γαλαξία.
Το πρώτο από αυτά τα λεγόμενα «υπερταχέα άστρα» –τα οποία κινούνται τόσο γρήγορα, που σχεδόν έχουν βγει από τα όρια του Γαλαξία– ανακαλύφθηκε πριν από περίπου δύο χρόνια. Οι μετρήσεις δεν είναι προς το παρόν απόλυτα ακριβείς, αλλά φαίνεται πως προέρχονται από το κέντρο του Γαλαξία, απ’ όπου εκσφενδονίστηκαν πριν από 30 έως 160 εκατομμύρια χρόνια. Με βάση τις παρατηρήσεις που έχουν γίνει μέχρι στιγμής, οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι περίπου 1.000 άστρα βρίσκονται σε πορεία διαφυγής από το Γαλαξία.
Μια τυχαία ανακάλυψη
Η ανακάλυψη των υπερταχέων άστρων προκάλεσε μεγάλη έκπληξη στους επιστήμονες, καθώς στην πράξη είναι πολύ δύσκολο για ένα άστρο να διαφύγει από το ισχυρότατο βαρυτικό πεδίο του Γαλαξία. Για να διαφύγει ένα άστρο από την περιοχή γύρω από το κέντρο του Γαλαξία, θα πρέπει αρχικά να έχει ταχύτητα μεγαλύτερη των 700 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο –περισσότερο, δηλαδή, από 2,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα–, ταχύτητα ασυνήθιστη για ένα άστρο.
Η ανακάλυψη του πρώτου υπερταχέος άστρου, το Δεκέμβριο του 2004, έγινε τυχαία. Ο Warren Brown και οι συνεργάτες του προσπαθούσαν να εντοπίσουν μικρούς γαλαξίες που έχουν συγχωνευτεί με το δικό μας, όταν ξαφνικά παρατήρησαν ένα άστρο το οποίο απομακρυνόταν από το Γαλαξία με ταχύτητα 709 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Ποτέ άλλοτε δεν είχε παρατηρηθεί στο Γαλαξία ένα άστρο να κινείται με τέτοια απίστευτη ταχύτητα.
Μαύρη τρύπα εκσφενδονίζει άστρα
Σε μια από τις περιπτώσεις που αναδεικνύουν με τον καλύτερο τρόπο τη σημασία της θεωρητικής έρευνας, ο φυσικός Jack Hills είχε ήδη από το 1988 δημοσιεύσει μια μελέτη, στην οποία ανέλυε την πιθανότητα να υπάρχουν τέτοια υπερταχέα άστρα, και μάλιστα υποδείκνυε και την αιτία που τα κάνει να κινούνται τόσο γρήγορα. Σύμφωνα με τον Hills, αυτό θα μπορούσε να συμβεί στην περίπτωση που διπλά άστρα θα είχαν την ατυχία να πλησιάσουν περισσότερο απ’ όσο έπρεπε μια γιγάντια μαύρη τρύπα. Αυτό που βρήκε ήταν ότι το ένα από τα δύο άστρα θα αιχμαλωτιζόταν σε τροχιά γύρω από τη μαύρη τρύπα και το άλλο θα εκσφενδονιζόταν με απίστευτη ταχύτητα.
Θεωρητικά, η τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μπορεί να εκσφενδονίσει άστρα με ταχύτητες έως και 4.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Ένα υπερταχύ άστρο, όμως, δεν μπορεί να διατηρήσει τέτοιες υψηλές ταχύτητες, διότι, καθώς απομακρύνεται, η βαρυτική δύναμη του Γαλαξία το «φρενάρει». Τα υπερταχέα άστρα που γνωρίζουμε σήμερα βρίσκονται πολύ μακριά από το κέντρο του Γαλαξία και έχουν απολέσει ένα σημαντικό μέρος της αρχικής τους ταχύτητας – η οποία, ωστόσο, εξακολουθεί να είναι τόσο υψηλή, που αρκεί για να διαφύγουν από το βαρυτικό πεδίο του Γαλαξία για πάντα. Οι υπολογισμοί του Hills έδειξαν ακόμη ότι η εκσφενδόνιση άστρων από τη γιγάντια μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας αποτελεί ασυνήθιστο γεγονός, το οποίο συμβαίνει κατά μέσο όρο κάθε 100.000 χρόνια.
Σύμφωνα με άλλη θεωρία, πολλά από αυτά τα άστρα ίσως να εκσφενδονίστηκαν μακριά επειδή πλησίασαν πολύ κάποιες μικρότερες μαύρες τρύπες. Πιστεύεται ότι χιλιάδες μικρές μαύρες τρύπες βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη γιγάντια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία. Επειδή αυτές οι μαύρες τρύπες είναι μικρές –με κατώτερο όριο τις 10 ηλιακές μάζες– δεν μπορούν να εκσφενδονίσουν άστρα με τόσο μεγάλες ταχύτητες. Μπορούν να δώσουν ταχύτητες έως και 2.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, που ωστόσο είναι υπεραρκετές για να εκτοξεύσουν τα άστρα μακριά από το Γαλαξία.
Νέες γνώσεις για τη σκοτεινή ύλη
Τα υπερταχέα άστρα μπορεί να αποδειχθούν μια ανακάλυψη ιδιαίτερης σημασίας και για ένα ακόμη «ανοιχτό μέτωπο» της αστρονομίας. Μιλάμε για τη σκοτεινή ύλη. Το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του Γαλαξία αποτελείται από σκοτεινή ύλη και, σύμφωνα με τη θεωρία, η ύλη αυτή περιβάλλει το Γαλαξία σαν μια αόρατη άλως. Τα υπερταχέα άστρα που εντοπίστηκαν βρίσκονται βαθιά μέσα σε αυτή την άλω. Ακολουθώντας προσεκτικά τις κινήσεις αυτών των άστρων, ίσως μπορέσουμε να εκτιμήσουμε την κατανομή και την ποσότητα της σκοτεινής ύλης.
