I desember 2013 lanserte European Space Agency (ESA) Gaia oppdrag. Siden den tid har dette romobservatoriet vært opptatt med å observere over 1 milliard astronomiske objekter i vår galakse og utover - inkludert stjerner, planeter, kometer, asteroider, kvasarer osv. - alt sammen for å lage den største og mest presise 3D-romkatalogen noensinne laget.
ESA har også gitt ut to datautgivelser siden den gang, som begge har ført til noen banebrytende funn. Det siste kommer fra Leiden-observatoriet, der et team med astronomer brukte Gaia data for å spore hva de trodde var stjerner med høy hastighet som ble kastet ut av Melkeveien, men som faktisk så ut til å bevege seg inn i galaksen vår.
Studien som beskrev funnene deres, ble nylig publisert i Månedlige varsler om Royal Astronomical Samfunn - med tittelen “Gaia DR2 i 6D: Søker etter de raskeste stjernene i Galaxy “. Studien ble ledet av Tommaso Marchetti, en doktorgradskandidat fra Leiden-observatoriet, og inkluderte Elena Rossi (førsteamanuensis ved Leiden) og Anthony Brown - styreleder for Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC) Executive.
For studiens skyld konsulterte teamet data fra Gaiaandre datautgivelse (DR2) - som skjedde 25. april 2018, og er basert på observasjoner gjort mellom 25. juli 2014 og 23. mai 2016. Innholdet i disse dataene var posisjoner, parallakser og riktige bevegelser for rundt 1,3 milliarder stjerner , som inkluderer de som reiser rundt galaksen vår med hundrevis av kilometer i sekundet.
Astronomer er interessert i disse stjernene fordi deres bevegelser kan gi ledetråder om galaksens tidligere historie. Den raskeste klassen av disse stjernene er hypervelocity-stjerner (HVS), som kjører i hastigheter på opptil 700 km / s (435 mi / s) i en avstand mellom 100 og 50 000 lysår fra det galaktiske sentrum. Disse stjernene antas å ha sin opprinnelse i kjernen av vår galakse før de ble kastet ut, takket være samspill med Supermassive Black Hole (SMBH) i sentrum.
Så langt er bare rundt 20 hypervelocity-stjerner blitt oppdaget i galaksen vår, men Gaia nylig publiserte andre datautgivelse gir en unik mulighet til å se etter flere av dem. Som studieforfatter Elena Maria Rossi forklarte i en fersk pressemelding fra Royal Astronomical Society:
"Av de syv millioner Gaia-stjernene med full 3D-hastighetsmålinger, fant vi tjue som kunne reise raskt nok til slutt å flykte fra Melkeveien."
I motsetning til hva de forventet skjønt, fant teamet at de fleste HVS-ene de oppdaget løp mot sentrum av Melkeveien og ikke borte fra den. Så i stedet for å være stjerner som ble sparket ut av galaksen vår, er det fullt mulig at de er intergalaktiske interlopere som kom fra Stor Magellanic Cloud eller fra en enda fjernere galakse. Hvis det er sant, vil disse stjernene bære avtrykket til deres opprinnelsessted.
På omtrent samme måte som å studere Mars-meteoritter kan lære oss om Mars 'struktur og sammensetning, kunne studiet av disse stjernene fortelle oss mye om naturen til stjerner i en annen galakse. At disse HVS-ene reiser gjennom galaksen vår, gir også astronomer muligheten til å studere ekstragalaktiske stjerner på mye nærmere avstand enn ellers ville vært mulig. Som Elena forklarte:
“Stjerner kan akselereres til høye hastigheter når de samhandler med et supermassivt svart hull. Så tilstedeværelsen av disse stjernene kan være et tegn på slike sorte hull i nærliggende galakser. Men stjernene kan også en gang ha vært en del av et binært system, kastet mot Melkeveien da deres ledsagerstjerne eksploderte som en supernova. Uansett kunne det å studere dem fortelle oss mer om denne typen prosesser i nærliggende galakser. ”
Forskerteamet erkjenner at det er en annen mulighet. I hovedsak kan disse nylig identifiserte HVS-ene ha sin opprinnelse i galaksens glorie, men ble deretter akselerert og dyttet innover når Melkeveien begynte å komme i kontakt med en av de mange dverggalakser den smeltet sammen i løpet av sin historie. Når vi ser fremover, håper teamet å få mer informasjon om stjernenes alder og sammensetning ved hjelp av bakkebaserte teleskoper.
Disse dataene vil hjelpe teamet med å redusere arten og opprinnelsen til disse stjernene med større nøyaktighet. I tillegg planlegges ytterligere to datautgivelser for Gaia oppdrag, med DR3s utgivelse planlagt i 2021 mens den endelige utgivelsen (sperre misjonsutvidelser) fortsatt er TBD. Hver av disse utgivelsene vil gi ny og mer presis informasjon om et større sett med stjerner. Som medforfatter Anthony Brown antydet:
"Vi forventer til slutt full 3D-hastighetsmålinger for opptil 150 millioner stjerner. Dette vil hjelpe deg med å finne hundrevis eller tusenvis av stjerner av hypervelocity, forstå deres opprinnelse i mye mer detalj og bruke dem til å undersøke det galaktiske sentrumsmiljøet samt vår galakses historie. "
Disse siste resultatene demonstrerer nok en gang hvor effektiv Gaia observatorium har vært i sitt oppdrag. Mellom nå og den endelige utgivelsen av data, forventes det mange flere spennende oppdagelser om galaksen vår og dens omgivelser.
