Kunstnerillustrasjon av en stjerne som ble kastet ut fra den store magellanske skyen. Bildekreditt: ESO. Klikk for å forstørre.
Observasjoner med Kueyen, et av de 8,2 meter store teleskopene som komponerer ESO Very Large Telescope (VLT), har ført til oppdagelsen av en kortvarig massiv stjerne som beveger seg i veldig høy hastighet gjennom den ytre glorie av Melkeveis galaksen og inn i intergalaktisk rom. Dette funnet kan gi bevis for et tidligere ukjent massivt svart hull i hjertet av Melkeveiens nærmeste nabo, den store magellanske skyen.
Stjernen, kalt HE 0437-5439, ble oppdaget av Hamborg / ESOs himmelundersøkelse [1], et prosjekt som hadde som mål å oppdage kvasarer, men som også oppdaget mange svake blå stjerner. Forskere [2] ved Dr. Remeis-Sternwarte (University of Erlangen-Nürnberg, Tyskland) og Centre for Astrophysics Research (University of Hertfordshire, UK) fant det som sannsynligvis vil være en het massiv storsekvensstjerne, langt ute i glorie.
Dette kom som en stor overraskelse. Massive stjerner har levetider på bare noen titalls eller hundrevis av millioner år, kortvarig for astronomiske standarder, men glorie er vanligvis ikke vert for stjerner så unge som dette. Faktisk inneholder den de eldste stjernene i Melkeveien som er mer enn ti milliarder år gamle. Massive stjerner finnes vanligvis i eller i nærheten av stjernedannende regioner på den galaktiske platen, slik som den berømte Orion-tåken: HE 0437-5439 ligner virkelig trapesstjernene som får Orion-tåken til å skinne.
Data ble innhentet med ESO VLT og UVES-spektrografen med høy oppløsning. Dette tillot å måle den kjemiske sammensetningen, som viste seg å være lik den fra sola, og bekreftet at HE0437-5439 er en ung stjerne. Massen er åtte ganger større enn for solen, og stjernen er bare 30 millioner år gammel. Det er nesten 200 000 lysår unna oss i retning av Doradus-konstellasjonen (“Sverdfisken”).
Enda mer spennende var det faktum at dataene indikerte at stjernen ville avta med en hastighet på 723 km / s, eller 2,6 millioner kilometer i timen. HE0437-5439 beveger seg så raskt at gravitasjonsattraksjonen til Melkeveien er for liten til å holde den bundet til Galaxy. Derfor vil hyperhastighetsstjernen flykte ut i intergalaktisk rom.
Når stjernen beveger seg så raskt, må den ha blitt født langt borte fra sin nåværende posisjon og akselerert til der vi observerer den i dag. Hva akselererte stjernen til så høy hastighet? Beregninger utført allerede på slutten av 1980-tallet viste at et såkalt massivt svart hull (SMBH), dvs. et svart hull som er en million ganger så massivt som Solen, eller større, kunne gi den enorme akselerasjonen. Hvis en binærstjerne nærmer seg SMBH, faller en stjerne mot SMBH mens følgesvennen blir kastet ut. Melkeveiens galaktiske senter er vertskap for et så svart hull på rundt 2,5 millioner solmasser, og dette kan ha fått fart på HE0437-5439.
Men den nødvendige reisetiden ble funnet å være mer enn tre ganger stjernens alder. Derfor er stjernen for ung til å ha reist hele veien fra det galaktiske sentrum til sin nåværende beliggenhet. Enten er stjernen eldre enn den ser ut, eller så ble den født og akselerert andre steder.
En annen ledetråd til opprinnelsen til HE0457-5439 kommer fra sin beliggenhet på himmelen. HE0437-5439 ligger 16 grader unna den store magellanske skyen (LMC), en av de nærmeste nærliggende galaksene til Melkeveien. Denne galaksen ligger i en avstand på 156 000 lysår. HE0457-5439 er enda fjernere enn LMC og er mye nærmere LMC enn galaksen. Astronomene viste at stjernen kunne ha nådd sin nåværende posisjon i løpet av sin levetid hvis den ble kastet ut fra sentrum av LMC. Dette vil igjen gi bevis for eksistensen av en SMBH i LMC.
En annen forklaring ville kreve at stjernen var et resultat av sammenslåing av to stjerner, som tilhører såkalte blå stragglers klasse av stjerner, som er eldre enn standardutviklingsmodeller forutsier at de er. Faktisk kan dens alder være like mye som levetiden til en 4 solmassestjerne, som er mer enn 6 ganger levetiden til en 8 solmassestjerne.
Astronomene foreslår ytterligere to observasjoner for å skille mellom de to alternativene. Overfloden av visse elementer i stjerner som tilhører LMC, er bare halvparten av solen. En mer presis måling med UVES ville indikere om stjernen har en metallforekomst som er passende for LMC-stjerner eller ikke. Det andre er å måle hvor mye stjernen beveger seg i tverrretningen på himmelen ved hjelp av astrometriske målinger.
Forskningen som presenteres her er detaljert i en artikkel som skal publiseres i Astrophysical Journal Letters.
Merknader
[1]: Sky-undersøkelsen Hamburg / ESO er et samarbeidsprosjekt av Hamburger Sternwarte og ESO for å gi spektral informasjon for halvparten av den sørlige himmelen ved hjelp av fotografiske plater tatt med det nå pensjonerte ESO-Schmidt-teleskopet. Disse platene ble digitalisert på Hamburger Sternwarte.
[2]: Astronomene er Heinz Edelmann (Dr. Remeis-Sternwarte ved University of Erlangen-Nürnberg, Tyskland, nå ved University of Texas, Austin, USA), Ralf Napiwotzki (Center for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, UK) , Uli Heber (Dr. Remeis-Sternwarte ved universitetet i Erlangen-Nürnberg, Tyskland), Norbert Christlieb og Dieter Reimers (Hamburger Sternwarte, Tyskland).
Originalkilde: ESO News Release
