Un gruppo di astronomi ha dimostrato che le stelle che si muovono più velocemente nella nostra galassia - che viaggiano così velocemente da poter sfuggire alla Via Lattea - sono in realtà fuggitive da una galassia molto più piccola in orbita intorno alla nostra.

I ricercatori, dell'Università di Cambridge, ha utilizzato i dati della Sloan Digital Sky Survey e le simulazioni al computer per dimostrare che questi velocisti stellari hanno avuto origine nella Large Magellanic Cloud (LMC), una galassia nana in orbita attorno alla Via Lattea.

Queste stelle in rapido movimento, note come stelle di ipervelocità, sono stati in grado di fuggire dalla loro casa originale quando l'esplosione di una stella in un sistema binario ha fatto volare via l'altra con una tale velocità che è stata in grado di sfuggire alla gravità dell'LMC e di essere assorbita nella Via Lattea. I risultati sono pubblicati nel Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , e sarà presentato oggi (5 luglio) al National Astronomy Meeting di Hull.

Gli astronomi inizialmente pensavano che le stelle iperveloci, che sono grandi stelle blu, potrebbe essere stato espulso dal centro della Via Lattea da un buco nero supermassiccio. Anche altri scenari che coinvolgono la disintegrazione di galassie nane o ammassi stellari caotici possono spiegare la velocità di queste stelle, ma tutti e tre i meccanismi non riescono a spiegare perché si trovano solo in una certa parte del cielo.

Ad oggi, sono state osservate circa 20 stelle di ipervelocità, soprattutto nell'emisfero settentrionale, anche se è possibile che ce ne siano molti altri che possono essere osservati solo nell'emisfero australe.

"Le spiegazioni precedenti sull'origine delle stelle iperveloci non mi soddisfacevano, " ha detto Douglas Boubert, uno studente di dottorato presso l'Istituto di Astronomia di Cambridge e l'autore principale dell'articolo. "Le stelle iperveloci si trovano principalmente nelle costellazioni del Leone e del Sesto - ci siamo chiesti perché fosse così".

Una spiegazione alternativa all'origine delle stelle iperveloci è che sono fuggite da un sistema binario. Nei sistemi stellari binari, più vicine sono le due stelle, più velocemente orbitano l'un l'altro. Se una stella esplode come una supernova, può rompere il binario e la stella rimanente vola via alla velocità a cui stava orbitando. La stella in fuga è conosciuta come un fuggiasco. Le stelle in fuga originate nella Via Lattea non sono abbastanza veloci da essere iperveloci perché le stelle blu non possono orbitare abbastanza vicino senza che le due stelle si uniscano. Ma una galassia in rapido movimento potrebbe dare origine a queste stelle veloci.

La LMC è la più grande e la più veloce delle dozzine di galassie nane in orbita attorno alla Via Lattea. Ha solo il 10% della massa della Via Lattea, e così i fuggiaschi più veloci nati in questa galassia nana possono facilmente sfuggire alla sua gravità. L'LMC vola intorno alla Via Lattea a 400 chilometri al secondo e, come un proiettile sparato da un treno in movimento, la velocità di queste stelle in fuga è la velocità con cui sono state espulse più la velocità dell'LMC. Questo è abbastanza veloce per essere le stelle dell'ipervelocità.

"Queste stelle sono appena saltate da un treno espresso - non c'è da stupirsi che siano veloci, " ha detto il co-autore Rob Izzard, un borsista di Rutherford presso l'Institute of Astronomy. "Questo spiega anche la loro posizione nel cielo, perché i fuggiaschi più veloci vengono espulsi lungo l'orbita del LMC verso le costellazioni del Leone e del Sesto."

I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di dati della Sloan Digital Sky Survey e simulazioni al computer per modellare come le stelle iperveloci potrebbero sfuggire al LMC e finire nella Via Lattea. I ricercatori hanno simulato la nascita e la morte di stelle nel LMC negli ultimi due miliardi di anni, e annotato ogni stella in fuga. L'orbita delle stelle in fuga dopo essere state espulse dall'LMC è stata poi seguita in una seconda simulazione che includeva la gravità dell'LMC e della Via Lattea. Queste simulazioni consentono ai ricercatori di prevedere dove nel cielo ci aspetteremmo di trovare stelle in fuga dall'LMC.

"Siamo i primi a simulare l'espulsione di stelle in fuga dal LMC - prevediamo che ce ne sono 10, 000 fuggiaschi sparsi nel cielo, " disse Boubert. La metà delle stelle simulate che sfuggono al LMC sono abbastanza veloci da sfuggire alla gravità della Via Lattea, rendendoli stelle dell'ipervelocità. Se le stelle di ipervelocità precedentemente note sono stelle in fuga, ciò spiegherebbe anche la loro posizione nel cielo.

Le enormi stelle blu terminano la loro vita collassando in una stella di neutroni o in un buco nero dopo centinaia di milioni di anni e le stelle in fuga non sono diverse. La maggior parte delle stelle in fuga nella simulazione è morta "in volo" dopo essere stata espulsa dall'LMC. Le stelle di neutroni e i buchi neri che rimangono indietro continuano per la loro strada e così, insieme al 10, 000 stelle in fuga, i ricercatori prevedono anche un milione di stelle di neutroni in fuga e buchi neri che volano attraverso la Via Lattea.

"Sapremo presto se abbiamo ragione, "ha detto Boubert. "Il satellite Gaia dell'Agenzia spaziale europea riporterà dati su miliardi di stelle il prossimo anno, e dovrebbe esserci una scia di stelle iperveloci attraverso il cielo tra le costellazioni del Leone e del Sesto a nord e il LMC a sud".