Wetenschappers hebben bewijs gevonden dat sterrenparen uit hun gaststelsels zijn geschopt. Deze ontdekking, gemaakt met behulp van gegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory, is een van de duidelijkste voorbeelden van stellaire paren die uit hun galactische basis worden verdreven.

Astronomen gebruiken de term "binair" systeem om te verwijzen naar paren sterren die om elkaar heen draaien. Deze stellaire paren kunnen bestaan ​​uit combinaties van sterren zoals onze zon, of meer exotische en dichtere variëteiten zoals neutronensterren of zelfs zwarte gaten.

Neutronensterren ontstaan ​​wanneer een massieve ster explodeert als een supernova en de kern van de ster op zichzelf instort. Onder bepaalde omstandigheden, deze gigantische explosies die de neutronenster creëren, zijn niet symmetrisch. Het terugslageffect kan de ster met zo'n kracht schoppen dat hij uit de melkweg wordt verdreven waar hij zich bevindt. Deze nieuwe Chandra-resultaten laten zien dat soms ook een begeleidende ster gedwongen wordt om de melkweg te verlaten.

"Het is als een gast die wordt gevraagd om een ​​feestje te verlaten met een luidruchtige vriend, " zei Xiangyu Jin van de McGill University in Montreal, Canada, die de studie leidde. "De begeleidende ster in deze situatie wordt uit de melkweg gesleept, simpelweg omdat hij in een baan om de ster is die supernova is geworden."

Hoe zoeken astronomen naar deze verbannen paren? Als de begeleidende ster dichtbij genoeg is, dan zal de materie daaruit naar de dichtere neutronenster wervelen en een schijf rond de neutronenster vormen. De sterke zwaartekracht van de neutronenster zorgt ervoor dat het materiaal in deze schijf sneller beweegt naarmate het de neutronenster nadert, en wrijvingskrachten in de schijf verhitten de gasvormige schijf tot tientallen miljoenen graden. Bij deze temperaturen de schijf gloeit in röntgenlicht.

Jin en haar medewerkers vonden handtekeningen van zogenaamde röntgendubbelsterren buiten sterrenstelsels in een uitgebreide studie van de Fornax-cluster van melkwegstelsels, gemaakt met Chandra-gegevens, genomen tussen 1999 en 2015. Deze cluster is relatief dichtbij op een afstand van ongeveer 60 miljoen licht- jaar verwijderd van de aarde in het sterrenbeeld dat zijn naam deelt.

Door de grote Chandra-dataset te combineren met optische waarnemingen, onderzoekers maakten een telling van röntgenbronnen binnen ongeveer 600, 000 lichtjaar van het centrale sterrenstelsel in de Fornax-cluster. Astronomen concludeerden dat ongeveer 30 bronnen in de Fornax-cluster waarschijnlijk sterrenparen waren die uit het centrum van hun gaststelsels waren geschopt.

"In plaats van gebonden te zijn aan een bepaald sterrenstelsel, deze sterrenparen bestaan ​​nu in de ruimte tussen sterrenstelsels, of op weg zijn uit hun eigen melkwegstelsel, " zei co-auteur Meicun Hou, van de Nanjing Universiteit in China.

Het team vond ook ongeveer 150 andere bronnen die zich buiten de stellaire grenzen van de sterrenstelsels binnen de cluster lijken te bevinden. Deze werden bepaald, echter, een andere oorsprong hebben dan uitzetting. Een mogelijkheid is dat ze zich in de halo's bevinden, of verre uithoeken, van het centrale melkwegstelsel van de Fornax-cluster, waar ze zijn gevormd. Een tweede mogelijkheid is dat het röntgendubbelsterren zijn die tijdens een flyby van een melkwegstelsel zijn weggetrokken door de zwaartekracht van een nabijgelegen melkwegstelsel, of röntgendubbelsterren die zijn achtergelaten als onderdeel van de overblijfselen van een sterrenstelsel dat door een galactische botsing van de meeste sterren is ontdaan. Dergelijke interacties zullen naar verwachting relatief vaak voorkomen in een drukke regio zoals die in het Fornax-cluster.

"Dit is als het einde van een feest, waar de aanwezigen in verschillende richtingen vertrekken, en alleen de gastheren blijven achter, " zei co-auteur Zhenlin Zhu, ook van de Universiteit van Nanjing. "In het geval van Fornax, het extreme geval is dat de oorspronkelijke sterrenstelsels niet echt meer bestaan."

De Chandra-waarnemingen hadden een totale blootstellingstijd van 15 dagen, het team in staat stellen te ontdekken 1, 177 röntgenbronnen binnen hun zoekgebied, die 29 sterrenstelsels in de Fornax-cluster omvat. Het team schatte hoeveel van deze bronnen waarschijnlijk tot sterrenstelsels in de cluster behoren, en hoeveel zijn veel verder verwijderde bronnen die niet in het cluster zijn opgenomen. Hierdoor hadden ze ongeveer 180 bronnen die zich ver buiten de belangrijkste stellaire gebieden van sterrenstelsels in de cluster bevinden.

"Hoewel we erg enthousiast zijn over wat we hebben gevonden, onze gegevens suggereren dat er mogelijk veel meer van deze verwijderde binaire bestanden zijn die te zwak zijn om in de Chandra-gegevens te worden gezien, " zei co-auteur Zhiyuan Li, ook van de Universiteit van Nanjing. "We zullen langere Chandra-waarnemingen nodig hebben om deze populatie van zwakkere bronnen te detecteren."

Een paper waarin deze resultaten worden beschreven, verschijnt op 1 mei, 2019 nummer van The Astrofysisch tijdschrift en is online beschikbaar.