Kiedy spoglądamy na model Układu Słonecznego, widzimy planety krążące z różnymi prędkościami wokół stacjonarnego Słońca. Trzeba jednak pamiętać, że to tylko uproszczony model. Jakby nie patrzeć Słońce nie jest stacjonarne, a bezustannie pędzi w przestrzeni kosmicznej wokół centrum Drogi Mlecznej. Nie jest to bynajmniej powolny ruch. Prędkość Układu Słonecznego w podróży wokół centrum naszej galaktyki wynosi 220 kilometrów na sekundę. Szybko? Jak najbardziej. Jednak naukowcy wskazują, że są gwiazdy znacznie szybsze. Jedną z nich jest odkryta właśnie stosunkowo ciemna czerwona gwiazda, która przecina naszą galaktykę, łamiąc wszelkie ograniczenia prędkości.
W ramach projektu obywatelskiego Backyard Worlds: Planet 9 udało się odkryć przelatującego przez Drogę Mleczną z hiperprędkością podkarła klasy L. Co więcej, prędkość i trajektoria lotu gwiazdy wskazuje, że w przyszłości może ona całkowicie wyrwać się z objęć grawitacyjnych naszej galaktyki i wyruszyć w podróż w przestrzeni międzygalaktycznej. Wyniki badań prowadzonych pod kierunkiem prof. Adama Burgassera z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego zaprezentowano właśnie podczas 244. spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego (AAS) w Madison w stanie Wisconsin.
Gwiazda skatalogowana pod numerem CWISE J124909+362116.0 (w skrócie J1249+36) została po raz pierwszy zauważona przez wolontariuszy uczestniczących w projekcie Backyard Worlds: Planet 9, przeczesujących ogromne ilości danych zebranych na przestrzeni 14 lat misji Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Projekt ten wykorzystuje niezwykłe zdolności ludzi, którzy są ewolucyjnie zaprogramowani do szukania wzorców i dostrzegania anomalii w sposób nieosiągalny dla komputerów. Ochotnicy oznaczają poruszające się obiekty w danych obserwacyjnych. Gdy wystarczająca liczba ochotników oznaczy ten sam obiekt, informacja o detekcji przekazywana jest do astronomów.
J1249+36 od razu wyróżniała się prędkością, z jaką porusza się po niebie, początkowo szacowaną na około 600 kilometrów na sekundę. Przy tej prędkości gwiazda jest wystarczająco szybka, aby wyrwać się z objęć grawitacji naszej galaktyki.
Aby lepiej zrozumieć naturę tego obiektu, Burgasser postanowił skorzystać z instrumentów znajdujących się w W.M. Keck Observatory w Mauna Kea na Hawajach, które mogłyby zmierzyć widmo gwiazdy w podczerwieni. Dane te ujawniły, że obiekt ten jest rzadkim podkarłem typu L – klasą gwiazd o bardzo małej masie i temperaturze. Podkarły reprezentują najstarsze gwiazdy Drogi Mlecznej.
Wgląd w skład J1249+36 był możliwy dzięki nowemu zestawowi modeli atmosfery stworzonych przez absolwenta Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego Romana Gerasimowa, który współpracował z badaczem z UC LEADS Efrainem Alvarado III w celu wygenerowania modeli specjalnie dostosowanych do badania podkarłów typu L.
Dane widmowe, wraz z danymi obrazowymi z kilku naziemnych teleskopów, pozwoliły zespołowi dokładnie zmierzyć położenie i prędkość J1249+36 w przestrzeni, a tym samym przewidzieć trajektorię jej lotu w Drodze Mlecznej.
Naukowcy skupili się na dwóch możliwych scenariuszach wyjaśniających niezwykłą trajektorię J1249+36. W pierwszym scenariuszu J1249+36 była pierwotnie małomasywnym towarzyszem białego karła. Białe karły to pozostałość po jądrach gwiazd, które wyczerpały swoje paliwo jądrowe i odrzuciły swoje zewnętrzne otoczki gazowe. Kiedy gwiezdny towarzysz znajduje się na bardzo bliskiej orbicie z białym karłem, może przenosić masę, powodując okresowe wybuchy zwane nowymi. Jeśli biały karzeł zgromadzi zbyt dużo masy, może ulec kolapsowi i eksplodować jako supernowa.
W przypadku tego rodzaju supernowej biały karzeł ulega całkowitemu zniszczeniu, więc jego towarzysz zostaje odrzucony z prędkością równą pierwotnej prędkości układu zwiększoną o odrzut spowodowany eksplozją supernowej. Obliczenia wskazują, że opisywana tutaj gwiazda pasuje do tego scenariusza. Trudno to jednak potwierdzić, zważając na to, że białego karła już nie ma, a pozostałości po eksplozji, która prawdopodobnie miała miejsce kilka milionów lat temu, już dawno rozproszyły się w przestrzeni kosmicznej.
W drugim scenariuszu J1249+36 była pierwotnie elementem gromady kulistej, ciasno powiązanej gromady gwiazd. Naukowcy podejrzewają, że w centrach tych gromad znajdują się czarne dziury z szerokiego zakresu mas. Zważając na to, że odległości między takimi obiektami w centrach gromad kulistych są niewielkie, to siłą rzeczy takie czarne dziury mogą łączyć się w układy podwójne, które z kolei mogą stanowić doskonałe katapulty, które mogą wystrzeliwać z gromady gwiazdy, które akurat za bardzo się do nich zbliżą.
Naukowcy przeprowadzili serię symulacji i odkryli, że w rzadkich przypadkach tego rodzaju interakcje mogą wyrzucić podkarła o małej masie z gromady kulistej, umieszczając go na trajektorii podobnej do tej obserwowanej dla J1249+36. Problem w tym, że nie wiemy, z jakiej gromady kulistej mogłaby pochodzić ta gwiazda. Śledząc jej lot wstecz, docieramy do bardzo zatłoczonej części nieba, w której mogą się ukrywać nieznane jeszcze gromady kuliste.
Naukowcy planują zatem zbadać skład chemiczny uciekającej gwiazdy. W ten sposób mogą się dowiedzieć, czy np. nie została ona zanieczyszczona pierwiastkami powstałymi w eksplozji białego karła, co mogłoby wskazywać na pierwszy scenariusz.
Niezależnie jednak od tego, czy podróż J1249+36 jest efektem eksplozji supernowej, przypadkowego spotkania z układem dwóch czarnych dziur, jej odkrycie zapewnia astronomom nową szansę na lepsze poznanie historii i dynamiki Drogi Mlecznej.