En gang i blant kaster Melkeveien ut en stjerne. Den utkastede stjernen blir typisk kastet ut fra det kaotiske området i sentrum av galaksen, der vår Super Massive Black Hole (SMBH) bor. Men minst en av dem ble kastet ut fra den relativt rolige galaktiske disken, en oppdagelse som har astronomer til å tenke nytt over hele stjernestøtingfenomenet.
"Denne oppdagelsen endrer vårt syn på opprinnelsen til raskt bevegelige stjerner dramatisk."
Monica Valluri, forskningsprofessor, Institutt for astronomi ved U-M's College for Literature, Science and the Arts.
Stjernen det gjelder er en raskt bevegelig stjerne, eller det som også kalles en hypervelocity-stjerne. Hypervelocity-stjerner er ganske sjeldne i galaksen vår. Den første ble oppdaget i 2005, og hittil har forskere oppdaget færre enn 30 av dem. De reiser mer enn 1 million miles i timen, eller 500 km per sekund, dobbelt så raskt som andre stjerner, og det tar en enorm mengde energi å drive dem til den hastigheten.
For å forstå hva som skjer, ta en titt på Melkeveiens overordnede struktur.
Den galaktiske bula er i sentrum, og dypt inne i hjertet av den bula ligger vår galakse SMBH, Skytten A * (Sag. A-stjerne.) Spredt ut rundt den er den galaktiske disken, som består av galaksens spiralarmer. Av mindre betydning i denne studien er stjernen glorie og kuleklyngene.
Når en stjerne blir sparket ut av galaksen, er det vanligvis en stjerne fra et binært par. Forskere tror at når et binært par kommer for nær SMBH og dets overveldende tyngdekraft, fanger hullet en av stjernene. Den andre stjernen blir skutt ut i verdensrommet i et "tyngdepunkt." Det sorte hullet må være et supermassivt hull, fordi bare de har kraftig nok tyngdekraft til å akselerere disse bortkjørte stjernene til så høye hastigheter.
Men forskere fra University of Michigan har identifisert en hypervelocity-stjerne som ser ut til å ha blitt kastet ut fra stjerneskiven i stedet for den galaktiske bula.
Monica Valluri og Kohei Hattori sporet en hypervelocity-stjerne som ble kalt
LAMOST-HVS1, en hypervelocity-stjerne som er nærmere solen noen annen. De brukte et av Magellan-teleskopene for å måle stjernens hastighet og posisjon. Så ble de sammen med andre kolleger og kombinerte dataene sine med data fra ESAs Gaia-oppdrag for å spore hypervelocitys bane tilbake til opprinnelsen. De ble overrasket da opprinnelsen til stjernen ikke var bula, men den galaktiske disken.
"Denne oppdagelsen forandrer vårt syn dramatisk på opprinnelsen til raskt bevegelige stjerner," sa Monica Valluri, en forskerprofessor ved Institutt for astronomi ved U-M’s College of Literature, Science and the Arts. "Det faktum at banen til denne enorme raskt bevegelige stjernen har sin opprinnelse i disken, snarere at ved det galaktiske senteret indikerer at de ekstreme miljøene som trengs for å skyte ut raske stjerner kan oppstå på andre steder enn rundt supermassive sorte hull."
"Vi må vurdere andre muligheter for stjernens opprinnelse."
Kohei Hattori, post-doktorgradsforsker, University of Michigan.
“Vi trodde denne stjernen kom fra det galaktiske sentrum. Men hvis du ser på banen, er det tydelig at det ikke er relatert til det galaktiske sentrum, sier Hattori. "Vi må vurdere andre muligheter for stjernens opprinnelse."
Hva ville disse mulighetene være?
Forfatterne er ikke sikre på dette tidspunktet. En mulighet er et møte av en annen art. Den løpsstjernen kan ha hatt et møte med en hel klynge av andre massive stjerner, og blitt kastet ut av et komplekst tyngdekraftspill.
Denne typen møter har skapt løslatte stjerner i fortiden. Men ingenting som reiser så raskt som LAMOST-HVS1. Stjerneklyngebaner har blitt klokket til 40-100 km / s (25-62 miles / sekund), men ingen har kommet i nærheten av de 500 km / sekundet som denne stjernen reiser til.
En annen, mer eksotisk mulighet er et svart hull. Det kan være andre, sorte hull i den galaktiske disken med tyngdekraft nok til å kaste stjernen ut i verdensrommet. Men det er lite mer enn en gjetning.
Hvis det er en stjerneklynge som kastet ut LAMOST-HVS1, er det en som ingen har sett ennå. Hypervelocity-stjernen kom fra spiralarmen Norma, et område som ikke er assosiert med noen kjente massive stjerneklynger. Imidlertid er det området godt tilslørt av støv. Det kan være en klynge der med nok masse til å skyve ut stjernen.
Hvis astronomer kunne finne en massiv klynge der, kan det vise at alle hypervelocity-stjerner ble kastet ut fra møter med massive klynger, og SMBH har ingenting å gjøre med det. Eller, bære med meg her, den enorme stjerneklyngen kan ha et mellomliggende svart hull i sentrum, kraftig nok til å kaste ut stjernen.
Foreløpig er LAMOST-HVS1s opprinnelse fortsatt usikker.
Kilder:
- Pressemelding: U-M-forskere bekrefter massiv hyperløpsstjerne som ble kastet ut fra Melkeveisdisken
- Forskningsartikkel: Opprinnelse til en massiv Hyper-runaway Subgiant Star LAMOST-HVS1: Implikasjon fra Gaia og oppfølgingsspektroskopi
