science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hubble-ontdekking van weggelopen ster levert aanwijzingen op voor het uiteenvallen van meersterrenstelsel

Deze illustratie met drie frames laat zien hoe een groep sterren uit elkaar kan vallen, het gooien van de leden in de ruimte. Paneel 1:leden van een meersterrenstelsel die om elkaar heen draaien. Paneel 2:twee van de sterren bewegen dichter bij elkaar in hun banen. Paneel 3:de nauw om elkaar heen draaiende sterren fuseren uiteindelijk of vormen een strakke dubbelster. Bij deze gebeurtenis komt voldoende zwaartekracht vrij om alle sterren in het systeem naar buiten te stuwen, zoals weergegeven in het derde paneel. Krediet:NASA, ESA, en Z. Levy (STScI)

Terwijl de Britse koninklijke families in de 14e eeuw vochten in de War of the Roses om de controle over de Engelse troon, een groep sterren voerde zijn eigen controversiële schermutseling - een star wars ver weg in de Orionnevel.

De sterren vochten tegen elkaar in een zwaartekrachtgevecht, die eindigde met het uiteenvallen van het systeem en het uitwerpen van ten minste drie sterren in verschillende richtingen. de snelle, eigenzinnige sterren bleven honderden jaren onopgemerkt totdat, in de laatste paar decennia, twee van hen werden gespot in infrarood- en radiowaarnemingen, die door het dikke stof in de Orionnevel zou kunnen dringen.

De waarnemingen toonden aan dat de twee sterren met hoge snelheden in tegengestelde richtingen van elkaar reisden. De oorsprong van de sterren, echter, was een mysterie. Astronomen volgden beide sterren 540 jaar terug naar dezelfde locatie en suggereerden dat ze deel uitmaakten van een inmiddels ter ziele gegane meersterrenstelsel. Maar de gecombineerde energie van het duo, die hen naar buiten stuwt, klopte niet. De onderzoekers redeneerden dat er minstens één andere boosdoener moest zijn die energie beroofde van de stellaire worp.

Nu heeft NASA's Hubble-ruimtetelescoop astronomen geholpen het laatste stukje van de puzzel te vinden door een derde weggelopen ster te vangen. De astronomen volgden het pad van de nieuw gevonden ster terug naar dezelfde locatie waar de twee eerder bekende sterren zich 540 jaar geleden bevonden. Het trio bevindt zich in een klein gebied met jonge sterren dat de Kleinmann-Lage Nevel wordt genoemd. nabij het centrum van het uitgestrekte Orionnevelcomplex, gelegen 1, 300 lichtjaar verwijderd.

"De nieuwe Hubble-waarnemingen leveren zeer sterk bewijs dat de drie sterren werden uitgeworpen uit een meersterrenstelsel, " zei hoofdonderzoeker Kevin Luhman van Penn State University in University Park, Pennsylvania. "Astronomen hadden eerder een paar andere voorbeelden gevonden van snel bewegende sterren die terug te voeren zijn op systemen met meerdere sterren, en werden daarom waarschijnlijk uitgeworpen. Maar deze drie sterren zijn de jongste voorbeelden van zulke uitgeworpen sterren. Ze zijn waarschijnlijk maar een paar honderdduizend jaar oud. In feite, op basis van infraroodbeelden, de sterren zijn nog jong genoeg om schijfjes materiaal over te houden van hun vorming."

Alle drie de sterren bewegen extreem snel op hun weg uit de Kleinmann-Lage Nevel, tot bijna 30 keer de snelheid van de meeste stellaire bewoners van de nevel. Op basis van computersimulaties, astronomen voorspelden dat deze gravitationele touwtrekken zouden plaatsvinden in jonge clusters, waar pasgeboren sterren opeengepakt zijn. "Maar we hebben niet veel voorbeelden gezien, vooral in zeer jonge clusters, " zei Luhman. "De Orionnevel zou kunnen worden omringd door nog meer jonge sterren die er in het verleden uit zijn geworpen en nu de ruimte in stromen."

De afbeelding van NASA's Hubble-ruimtetelescoop toont een groep jonge sterren, genaamd de Trapezium Cluster (midden). Het vak net boven de Trapeziumcluster schetst de locatie van de drie sterren. Rechtsboven een close-up van de sterren. De geboorteplaats van het meersterrensysteem is gemarkeerd als 'initiële positie'. Twee van de sterren -- met het label BN, en ik, " voor bron I -- werden tientallen jaren geleden ontdekt. ​​Bron I is ingebed in dik stof en kan niet worden gezien. De derde ster, "x, " voor bron x, werd onlangs ontdekt merkbaar te zijn verhuisd tussen 1998 en 2015, zoals weergegeven in de inzetafbeelding rechtsonder. Krediet:NASA, ESA, K. Luhman (Penn State University), en M. Robberto (STScI)

De resultaten van het team verschijnen op 20 maart, 2017 nummer van The Astrofysische journaalbrieven .

Luhman struikelde over de derde snelle ster, genaamd "bron x, " terwijl hij op jacht was naar vrij zwevende planeten in de Orionnevel als lid van een internationaal team onder leiding van Massimo Robberto van het Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. Het team gebruikte de nabij-infraroodvisie van Hubble's Wide Field Camera 3 om het onderzoek uit te voeren. Tijdens de analyse, Luhman vergeleek de nieuwe infraroodbeelden die in 2015 werden gemaakt met infraroodwaarnemingen die in 1998 werden gemaakt door de Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS). Hij merkte op dat bron x flink van positie was veranderd, ten opzichte van nabije sterren gedurende de 17 jaar tussen Hubble-beelden, wat aangeeft dat de ster snel bewoog, ongeveer 130, 000 mijl per uur.

De astronoom keek toen naar de vorige locaties van de ster, projecteert zijn pad terug in de tijd. Hij realiseerde zich dat in de jaren 1470 bron x zich in de buurt van dezelfde oorspronkelijke locatie in de Kleinmann-Lage Nevel bevond als twee andere weggelopen sterren, Becklin-Neugebauer (BN) en "bron I."

BN werd in 1967 in infraroodbeelden ontdekt, maar zijn snelle beweging werd pas in 1995 gedetecteerd, toen radiowaarnemingen de snelheid van de ster bij 60 maten, 000 mijl per uur. Bron I reist ongeveer 22, 000 mijl per uur. De ster was alleen gedetecteerd in radiowaarnemingen; omdat het zo zwaar gehuld is in stof, het zichtbare en infrarode licht wordt grotendeels geblokkeerd.

De drie sterren werden hoogstwaarschijnlijk uit hun huis gezet toen ze een spelletje zwaartekrachtbiljart speelden, zei Luhman. Wat vaak gebeurt wanneer een meervoudig systeem uit elkaar valt, is dat twee van de lidsterren zo dicht bij elkaar komen dat ze samensmelten of een zeer strak binair getal vormen. In elk geval, de gebeurtenis geeft voldoende zwaartekracht vrij om alle sterren in het systeem naar buiten te stuwen. De energetische episode produceert ook een enorme uitstroom van materiaal, die in de NICMOS-beelden te zien is als vingers van materie die wegstromen van de locatie van de ingebedde bron I-ster.

Toekomstige telescopen, zoals de James Webb-ruimtetelescoop, zal een groot deel van de Orionnevel kunnen waarnemen. Door beelden van de nevel die door de Webb-telescoop zijn gemaakt te vergelijken met die van Hubble jaren eerder, astronomen hopen meer weggelopen sterren te kunnen identificeren van andere meervoudige sterrenstelsels die uit elkaar zijn gevallen.

De Hubble Space Telescope is een project van internationale samenwerking tussen NASA en ESA (European Space Agency). NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, beheert de telescoop. Het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore voert Hubble-wetenschappelijke operaties uit. STScI wordt voor NASA beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., in Washington, gelijkstroom