О генерации сверхскоростных звезд

Исследуется приложение установленных белорусской научной школой законов движения двух тел в среде к проблеме так называемых сверхскоростных звезд, актуальной для астрофизики сегодняшнего дня. Рассматривается сценарий, обосновывающий генерацию сверхскоростных звезд и опирающийся на закономерности движения двойных звезд в межзвездной среде, которая состоит из видимой (барионной) материи и темной материи. Доказано, что в разных средах центр масс двух звезд (или галактик) не может покоиться относительно среды и дополнительно создаваемого ею фонового гравитационного поля, а движется с ускорением по циклоиде или квазициклоидной траектории. Через достаточный промежуток времени скорость центра масс достигает больших значений, характеризующих сверхскоростные звезды: скорости ≥(700–3750) км. · с^–1 и более. Так как звезды «привязаны» к своему центру масс, то так же, как и центр масс, они начинают двигаться примерно с той же скоростью по замысловатым траекториям-виткам, напоминающим кружева: имеем так называемый кружевной эффект движения. Отмечены особые случаи в движении двух тел (звезд) сравнимых масс и их центра масс в среде: 1) если массы звезд равны, то их центр масс и в однородной, и неоднородной средах покоится, кружевной эффект движения отсутствует и генерация сверхскоростных звезд не происходит; 2) если среда однородная (ее плотность ρ = const), то в ньютоновской теории тяготения при любых массах звезд их центр масс покоится, кружевной эффект движения отсутствует и генерация сверхскоростных звезд не происходит. В соответствии с выведенными в работе необходимыми формулами осуществлены численные оценки, иллюстрирующие процесс генерации сверхскоростных звезд вплоть до звезд со скоростями, близкими к релятивистским скоростям (1/2–2/3)c км · с^–1, где c  = 3 · 10⁵ км · с^–1 – скорость света в вакууме.

1. Рябушко, А. П. Движение релятивистского центра масс системы двух тел в среде / А. П. Рябушко, И. Т. Неманова, Т. А. Жур // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-матэматычных навук. – 2019. – Т. 55, № 1. – С. 77–82. https://doi.org/10.29235/1561-2430-2019-55-1-77-82

2. Рябушко, А. П. Движение системы двух тел и их центра масс в неоднородной среде / А. П. Рябушко, И. Т. Неманова, Т. А. Жур // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-матэматычных навук. – 2020. – Т. 56, № 2. – С. 194–205. https://doi.org/10.29235/1561-2430-2020-56-2-194-205

3. Рябушко, А. П. Точки ρ-либрации в задаче трех тел / А. П. Рябушко, Т. А. Жур // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-матэматычных навук. – 2021. – Т. 57, № 3. – С. 330–346. https://doi.org/10.29235/15612430-2021-57-3-330-346

4. Рябушко, А. П. Об устойчивости движения системы двух тел и их центра масс в неоднородной среде / А. П. Рябушко, Т. А. Жур // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2023. – Т. 67, № 3. – С. 189–196. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2023-67-3-189-196

5. Hills, J. G. Hyper-velocity and tidal stars from binaries disrupted by a massive Galactic black hole / J. G. Hills // Nature. – 1988. – Vol. 331. – P. 687–689. https://doi.org/10.1038/331687a0

6. Discovery of an Unbound Hypervelocity Star in the Milky Way Halo / W. R. Brown, M. J. Geller, S. J. Kenyon, M. J. Kurtz // The Astrophysical Journal. – 2005. – Vol. 622, № 1. – P. L33. https://doi.org/10.1086/429378

7. Discovery of a nearby 1700 km ∙ s–1 star ejected from the Milky Way by Sgr A* / S. E. Koposov, D. Boubert, T. S. Li [et al.] // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. – 2020. – Vol. 491, № 2. – P. 2465–2480. https://doi.org/10.1093/mnras/stz3081

8. Тутуков, А. В. Сверхскоростные звезды: теория и наблюдения / А. В. Тутуков, Г. Н. Дремова, В. В. Дремов // Успехи физических наук. – 2021. – Т. 191, № 10. – С. 1017–1043. https://doi.org/10.3367/UFNr.2020.11.038892

9. Мартынов, Д. Я. Курс общей астрофизики / Д. Я. Мартынов. – М.: Наука, 1988. – 616 с.

10. Кононович, Э. В. Общий курс астрономии / Э. В. Кононович, В. И. Мороз. – М.: Эдиториал УРСС, 2004. – 544 с.

11. Засов, А. В. Общая астрофизика / А. В. Засов, К. А. Постнов. – Фрязино: Век-2, 2011. – 576 с.

12. Караченцев, И. Д. Скрытая масса в Местной вселенной/ И. Д. Караченцев // Успехи физических наук. – 2001. – Т. 171, № 8. – С. 860–863. https://doi.org/10.3367/ufnr.0171.200108h.0860

13. Стражев, В. И. К тайнам Вселенной / В. И. Стражев. – Минск: РИВШ, 2006. – 160 с.

14. Фридман, А. М. Физика галактических дисков / А. М. Фридман, А. В. Хоперсков. – М.: Физматлит, 2011. – 640 с.

15. Питьев, Н. П. Ограничения на темную материю в Солнечной системе / Н. П. Питьев, Е. В. Питьева // Письма в астрономический журнал. – 2013. – Т. 39, № 3. – С. 163–172.

16. Ерошенко, Ю. Н. Пики плотности темной материи вокруг первичных черных дыр / Ю. Н. Ерошенко// Письма в астрономический журнал. – 2016. – Т. 42, № 6. – С. 389–398.

17. Похмельных, Л. А. Плотность массы темной материи. Физика близкодействия / Л. А. Похмельных // Вестник науки и образования. – 2020. – № 9–1 (87). – С. 11–16.