Een internationaal team van astronomen heeft de oorsprong van een op hol geslagen hogesnelheidsster met de naam PG 1610+062 vastgesteld en vastgesteld dat deze waarschijnlijk uit zijn geboortecluster is weggeslingerd met behulp van een middelzwaar zwart gat (MMBH).

De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Astronomie en astrofysica .

Om strikte beperkingen op te leggen aan de geprojecteerde rotatiesnelheid van de PG 1610+062, zijn radiale snelheid, evenals de chemische samenstelling nauwkeurig meten, het team had spectrale gegevens van de ster nodig, maar de afstand en positie in de lucht maakten de Echellette Spectrograph and Imager (ESI) van W. M. Keck Observatory het enige hulpmiddel voor de klus.

"Op het noordelijk halfrond, alleen de combinatie van Keck Observatory en ESI gaf ons wat we nodig hadden. Het verzamelgebied van Keck stelde ons in staat voldoende fotonen te verzamelen voor ons object en ESI heeft precies de juiste resolutie, die hoog genoeg is om alle spectrale kenmerken op te lossen, " zegt co-auteur Thomas Kupfer, een Kavli Institute for Theoretical Physics Postdoctoral Scholar aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara.

Terwijl het vroeger werd beschouwd als een oude ster met een halve zonnemassa, typisch voor de galactische halo, de Keck Observatory-gegevens onthulden dat PG1610+062 eigenlijk een verrassend jonge ster is die tien keer massiever is, uitgeworpen uit de Galactische schijf bijna met de ontsnappingssnelheid van de Melkweg.

Sommige nog snellere sterren, hypersnelheidssterren (HVS's) genoemd, bestaan ​​- de eerste drie werden ontdekt in 2005. Onder hen is de unieke ster US 708, die werd gevonden uit waarnemingen met behulp van de Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) op de Keck I-telescoop; het ging zo snel dat het aan de zwaartekracht van de Melkweg ontsnapte. Om dergelijke snelheden te bereiken, is een extreem dramatische katapultgebeurtenis vereist.

Simulaties uitgevoerd in 1988 suggereerden dat een reus, 4 miljoen zonnemassa zwart gat (SMBH) zou het lukken. Door een dubbelstersysteem te verstoren, d.w.z. één ster inslikken en zijn stellaire partner achterlaten met alle energie in het systeem, uitstoten tot ver voorbij de ontsnappingssnelheid van de Melkweg. Bij gebrek aan andere plausibele verklaringen voor de vorming van HVS's, dit scenario werd gemakkelijk geaccepteerd als het standaard uitwerpmechanisme, in het bijzonder nadat het observationele bewijs voor het bestaan ​​van zo'n SMBH in het Galactische Centrum in de vroege jaren 2000 overweldigend werd.

Door gebruik te maken van de ongekende astrometrische precisiemetingen van het Gaia-ruimtevaartuig van de European Space Agency, PG1610+062 is getraceerd naar nergens in de buurt van het Galactische Centrum, maar naar de Boogschutter-spiraalarm van onze melkweg, daarom sluit het idee uit dat het Galactische Centrum SMBH de ster heeft geschoten.

Nog interessanter is de afgeleide extreme versnelling van PG1610+062, wat hoogstwaarschijnlijk alle alternatieve scenario's uitsluit, behalve de interactie met een MMBH. Er is voorspeld dat dergelijke objecten bestaan ​​in jonge stellaire clusters in de spiraalarmen van de Melkweg, maar er is nog geen gevonden.

"Nutsvoorzieningen, PG1610+062 kan het bewijs leveren dat MMBH's inderdaad in onze melkweg kunnen bestaan. De race is begonnen om ze daadwerkelijk te vinden, ", zegt hoofdauteur Andreas Irrgang van de Friedrich-Alexander Universiteit van Erlangen-Neurenberg in Duitsland.

Er is nog veel meer te leren over deze ster en zijn plaats van herkomst. Terwijl de Gaia-missie vordert, precisie zal verbeteren en de plaats van herkomst zal verder worden versmald, mogelijk waardoor astronomen kunnen zoeken naar de moederstercluster en uiteindelijk naar het zwarte gat.

Het team, waaronder Felix Fürst van het European Space Astronomy Centre in Spanje, Stephan Geier van het Instituut voor Natuur- en Sterrenkunde aan de Universiteit van Potsdam in Duitsland, en Ulrich Heber van de Friedrich-Alexander Universiteit van Erlangen-Neurenberg, is momenteel op zoek naar aanvullende kandidaten vergelijkbaar met PG1610+062 met behulp van Gaia en andere grote surveytelescopen. Hoe helderder, dichterbij zijn misschien geschikt om terug te traceren naar kernen van sterrenhopen, die het bewijs kunnen leveren van zwarte gaten met een gemiddelde massa in hun centra.