Wetenschap
Met behulp van een van de Magellan-telescopen in Chili en de gegevens van de ruimtemissie Gaia van de European Space Agency (ESA), wetenschapper heeft het traject van een massieve "hyper-op hol geslagen ster" nagebootst. De baan laat zien dat de ster uit de Melkwegschijf is geworpen, niet het galactische centrum zoals eerder werd gedacht. Krediet:Kohei Hattori.
Een snel bewegende ster is mogelijk door een cluster van jonge sterren uit de sterrenschijf van de Melkweg geslingerd. volgens onderzoekers van de Universiteit van Michigan die zeggen dat de ster niet afkomstig is uit het midden van de melkweg, zoals eerder door astronomen werd aangenomen.
"Deze ontdekking verandert onze kijk op de oorsprong van snel bewegende sterren drastisch, " zei Monica Valluri, een onderzoeksprofessor bij de afdeling Sterrenkunde aan het UM's College of Literature, Wetenschap, en de Kunsten. "Het feit dat de baan van deze massieve snelbewegende ster zijn oorsprong vindt in de schijf in plaats van in het galactische centrum, geeft aan dat de zeer extreme omgevingen die nodig zijn om snelbewegende sterren uit te werpen, op andere plaatsen kunnen ontstaan dan rond superzware zwarte gaten."
Het produceren van een snel bewegende ster kost veel energie, meestal te vinden in extreme omgevingen, zei Valluri.
De Melkweg bevat tientallen miljarden sterren, waarvan de meeste zijn verdeeld in een pizza-achtige structuur die de stellaire schijf wordt genoemd. In 2005, astronomen ontdekten voor het eerst snel bewegende sterren die meer dan twee keer zo snel bewegen als de meeste andere sterren - meer dan 1 miljoen mijl per uur, of 500 kilometer per seconde (310 mijl/seconde), vergeleken met de rest van de melkweg waar sterren gemiddeld iets meer dan 200 km/sec (124 mijl/seconde) zijn.
Tot dusver zijn minder dan 30 van deze extreem snel bewegende sterren (meestal "hypervelocity stars" genoemd) ontdekt.
Wanneer dubbelsterren - een paar sterren die om elkaar heen draaien terwijl ze door een melkwegstelsel bewegen - te dicht bij een zwart gat komen, het vangt een van de dubbelsterren, en de andere wordt weggeslingerd in een 'zwaartekrachtkatapult'. Om de soorten snelheden te produceren die astronomen meten voor hypervelocity-sterren, het zwarte gat moet heel massief zijn.
Omdat er bewijs is dat er een superzwaar gat is in het centrum van de Melkweg, veel astronomen geloven dat de meeste hypervelocity-sterren door dit superzware zwarte gat zijn uitgestoten.
Valluri en UM postdoctoraal onderzoeker Kohei Hattori waren geïnteresseerd in het volgen van het traject van LAMOST-HVS1, een massieve snel bewegende ster die dichter bij de zon staat dan alle andere hypervelocity-sterren, om vast te stellen waar in de Melkweg het werd uitgeworpen. Ze gebruikten een van de Magellan-telescopen in Chili om de afstand en snelheid van de ster te bepalen.
Hattori sloot zich vervolgens aan bij een groep internationale wetenschappers die vorig jaar in New York bijeenkwamen om deel te nemen aan een hackathon om te downloaden, gegevens delen en analyseren van de ruimtemissie Gaia van het Europees Ruimteagentschap, een ruimteastrometriemissie om de grootste, meest nauwkeurige driedimensionale kaart van de Melkweg.
Met behulp van de huidige locatie en huidige snelheid van de ster afgeleid van Gaia en Magellan, de astronomen waren in staat om zijn pad terug te vinden, of baan. Tot hun verbazing, het lijkt erop dat de ster uit de stellaire schijf is geworpen, en niet vanuit het centrum van de Melkweg.
"We dachten dat deze ster uit het galactische centrum kwam. Maar als je naar zijn baan kijkt, het is duidelijk dat het niet gerelateerd is aan het Galactische centrum, zei Hattori. "We moeten andere mogelijkheden overwegen voor de oorsprong van de ster."
De auteurs theoretiseren dat het uitwerpen van deze massieve ster uit de stellaire schijf het resultaat kan zijn van een nauwe ontmoeting met meerdere massieve sterren of een middelgroot zwart gat in een sterrenhoop.
Hoewel massieve weggelopen sterren die uit sterrenhopen zijn uitgestoten met snelheden van 40-100 km/s (25-62 mijl/seconde) al lang bekend zijn, er zijn er geen waargenomen met de extreme uitwerpsnelheid die nodig is om LAMOST-HVS1 te verklaren. Theoretische modellen voor weggelopen sterren die meerzware sterren bevatten, produceren ook zeer zelden zulke extreme snelheden, wat een meer exotische mogelijkheid suggereert - een zwart gat met een gemiddelde massa.
Het berekende pad van de ster vindt zijn oorsprong op een locatie in de Norma-spiraalarm die niet is geassocieerd met eerder bekende massieve sterrenhopen. Maar als deze hypothetische sterrenhoop bestaat, het kan verborgen zijn achter het stof in de stellaire schijf. Als het wordt gevonden, het zou de eerste mogelijkheid bieden om rechtstreeks een zwart gat van gemiddelde massa in de stellaire schijf van de Melkweg te ontdekken.
Ook, het feit dat deze ster uit een massieve cluster in de stellaire schijf kan worden uitgestoten, duidt op de mogelijkheid dat veel andere snel bewegende sterren ook uit dergelijke sterclusters zijn uitgestoten, zeggen de onderzoekers.
Zowel de Melkweg als de Grote Magelhaense Wolk (een afzonderlijk klein sterrenstelsel, in een baan om de Melkweg) waarvan bekend is dat ze enkele massieve sterrenhopen hebben die belangrijke uitwerpers kunnen zijn van snel bewegende sterren, in tegenstelling tot de algemeen aanvaarde opvatting dat ze werden uitgestoten door interacties met de centrale zwarte gaten in een van deze sterrenstelsels.
Dit zou ook leiden tot nieuwe inzichten in de interacties van sterren en de mogelijke vorming van middelgrote zwarte gaten in sterrenhopen, zeggen de onderzoekers.
Naast Valluri en Hattori, auteurs waren onder meer Guillaume Mahler van UM; Norberto Castro van UM en het Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, Duitsland; Ian Roederer van UM en het Joint Institute for Nuclear Astrophysics-Center for the Evolution of the Elements; en Gourav Khullar van het Kavli Institute of Cosmological Physics van de Universiteit van Chicago.
Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het huidige nummer van Astrofysisch tijdschrift .
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com