En kunstners oppfatning av en eksil stjerne som går ut av melkeveien. Bildekreditt: Ruth Bazinet, CfA Trykk for større bilde
Deltagere av TV-realityshow er ikke de eneste som er truet i eksil. Astronomer som bruker MMT-observatoriet i Arizona, har oppdaget to stjerner som er eksilert fra Melkeveis galaksen. Disse stjernene løper ut av Galaxy med hastigheter på mer enn 1 million miles i timen - så raskt at de aldri kommer tilbake.
"Disse stjernene er bokstavelig talt," sa Smithsonian-astronomen Warren Brown (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). "De er blitt kastet ut av hjemmegalaksen og satt i bruk i et hav av intergalaktisk rom."
Brown og kollegene oppdaget det første eksil i 2005. Europeiske grupper identifiserte to til, hvorav den ene kan ha sin opprinnelse i en nabogalakse kjent som den store magellanske skyen. Den siste oppdagelsen bringer det totale antallet kjente eksil til fem.
"Disse stjernene danner en ny klasse med astronomiske objekter - eksilerte stjerner som forlater galaksen," sa Brown.
Astronomer mistenker at rundt 1000 eksilstjerner eksisterer i galaksen. Til sammenligning inneholder Melkeveien rundt 100.000.000.000 (100 milliarder) stjerner, noe som gjør søket etter eksil mye vanskeligere enn å finne den ordspråklige “nålen i en høstak.” Smithsonian-teamet forbedret oddsen ved å forhåndsvelge stjerner med steder og egenskaper som er typiske for kjente eksil. De siktet gjennom dusinvis av kandidater spredt over et himmelsområde nesten 8000 ganger større enn fullmåne for å oppdage steinbruddet.
"Å oppdage disse to nye landflyktige stjernene var verken heldig eller tilfeldig," sa astronom Margaret Geller (Smithsonian Astrophysical Observatory), en medforfatter på papiret. ”Vi gjorde et målrettet søk etter dem. Ved å forstå deres opprinnelse, visste vi hvor vi skulle finne dem. ”
Teori spår at de eksilte stjernene ble kastet fra det galaktiske sentrum for millioner av år siden. Hver stjerne var en del av et binært stjernesystem. Når en binær svinger for nær det svarte hullet i galakas sentrum, kan den intense tyngdekraften trekke den binære fra hverandre, fange en stjerne mens den voldsomt kastes den andre utover i enorm hastighet (derav deres tekniske betegnelse av hypervelocity-stjerner).
De to nylig oppdagede landflyktighetene begge er kortreiste stjerner omtrent fire ganger mer massive enn solen. Det finnes mange lignende stjerner i det galaktiske sentrum, noe som støtter teorien om hvordan eksil skapes. Dessuten har detaljerte studier av Melkeveiens sentrum tidligere funnet stjerner som kretser rundt det sorte hullet på veldig langstrakte, elliptiske baner - den typen baner som kan forventes for tidligere ledsagere av hypervelocity-stjerner.
"Datamodeller viser at hypervelocity-stjerner naturlig lages nær det galaktiske senteret," sa teoretiker Avi Loeb fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. ”Vi vet at binærfiler eksisterer. Vi vet at det galaktiske senteret har et supermassivt svart hull. Så eksilerte stjerner vil uunngåelig bli produsert når binærene går for nær det sorte hullet. ”
Astronomer anslår at en stjerne blir kastet fra det galaktiske senteret hvert 100 000 år i gjennomsnitt. Sjansene for å se en i utkastingsøyeblikket er slanke. Derfor må jakten fortsette å finne flere eksempler på stjerners eksil for å forstå det ekstreme miljøet i det galaktiske sentrum og hvordan disse ytterpunktene fører til dannelse av hypervelocity-stjerner.
Egenskapene til eksilerte stjerner gir ledetråder til deres opprinnelse. For eksempel, hvis en stor klynge av stjerner spiralert inn i Melkeveiens sentrale sorte hull, kan mange stjerner bli kastet ut nesten på samme tid. Hver kjent hypervelocity-stjerne forlot det galaktiske senteret på et annet tidspunkt, og det er derfor ingen bevis for et "utbrudd" av eksil.
Hypervelocity-stjerner tilbyr også en unik sonde av galaktisk struktur. “I løpet av deres levetid reiser disse stjernene over det meste av Galaxy,” sa Geller. "Hvis vi kunne måle deres bevegelser over himmelen, kunne vi lære om Melkeveiens form og hvordan den mystiske mørke materien er fordelt."
Den første nyfundne eksilen, i retning av stjernebildet Ursa Major, er betegnet SDSS J091301.0 + 305120. Den reiser ut av galaksen med en hastighet på rundt 1,25 millioner miles per time og befinner seg i dag i en avstand på omtrent 240 000 lysår fra jorden. Det andre eksilet, i retning av stjernebildet Kreft, er utpekt SDSS J091759.5 + 672238. Den beveger seg utover med 1,43 millioner miles i timen og befinner seg for tiden omtrent 180 000 lysår fra jorden.
Begge stjerner, selv om de reiser i enorme hastigheter gjennom verdensrommet, er lokalisert så langt fra jorden at bevegelsen deres ikke kan oppdages, bortsett fra med sofistikerte astronomiske instrumenter.
Denne forskningen er sendt til The Astrophysical Journal Letters for publisering og vil være tilgjengelig online på http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601580. Forfattere på papiret er Brown, Geller, Scott Kenyon og Michael Kurtz (Smithsonian Astrophysical Observatory).
Hovedkvarter i Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), er et felles samarbeid mellom Smithsonian Astrophysical Observatory og Harvard College Observatory. CfA-forskere, organisert i seks forskningsavdelinger, studerer universets opprinnelse, evolusjon og endelige skjebne.
Originalkilde: CfA News Release
