Hin und wieder wirft die Milchstraße einen Stern aus. Der vertriebene Stern wird normalerweise aus dem chaotischen Bereich im Zentrum der Galaxie ausgestoßen, in dem unser Super Massive Black Hole (SMBH) lebt. Aber mindestens einer von ihnen wurde aus der vergleichsweise ruhigen galaktischen Scheibe ausgeworfen, eine Entdeckung, bei der Astronomen dieses Phänomen des Auswerfens von Sternen überdenken.
"Diese Entdeckung verändert unsere Sicht auf den Ursprung sich schnell bewegender Sterne dramatisch."
Monica Valluri, Forschungsprofessorin, Abteilung für Astronomie am U-M College für Literatur, Wissenschaft und Kunst.
Der betreffende Stern ist ein sich schnell bewegender Stern oder ein sogenannter Hypervelocity-Stern. Hypervelocity-Sterne sind in unserer Galaxie eher selten. Die erste wurde 2005 entdeckt, und bisher haben Forscher weniger als 30 von ihnen entdeckt. Sie bewegen sich mit mehr als 1 Million Meilen pro Stunde oder 500 km pro Sekunde doppelt so schnell wie andere Sterne, und es erfordert eine enorme Menge an Energie, um sie auf diese Geschwindigkeit zu bringen.
Um zu verstehen, was los ist, werfen Sie einen Blick auf die Gesamtstruktur der Milchstraße.
Die galaktische Ausbuchtung befindet sich in der Mitte, und tief im Herzen dieser Ausbuchtung befindet sich das SMBH unserer Galaxie, Schütze A * (Sag. A-Stern). Überall um sie herum befindet sich die galaktische Scheibe, die aus den Spiralarmen der Galaxie besteht. Von geringerer Bedeutung in dieser Studie sind der Sternhalo und die Kugelsternhaufen.
Wenn ein Stern aus der Galaxie geworfen wird, ist es normalerweise ein Stern aus einem binären Paar. Wissenschaftler glauben, dass das Loch einen der Sterne einfängt, wenn ein binäres Paar dem SMBH und seiner überwältigenden Schwerkraft zu nahe kommt. Der andere Stern wird in einer „Gravitationsschleuder“ ins All geschossen. Das Schwarze Loch muss sehr massereich sein, denn nur sie haben eine starke Schwerkraft, um diese weggelaufenen Sterne auf so hohe Geschwindigkeiten zu beschleunigen.
Forscher der University of Michigan haben jedoch einen Hypervelocity-Stern identifiziert, der anscheinend eher von der Sternscheibe als von der galaktischen Ausbuchtung ausgestoßen wurde.
Monica Valluri und Kohei Hattori verfolgten einen Hypervelocity-Stern namens
LAMOST-HVS1, ein Hypervelocity-Stern, der jedem anderen näher an der Sonne liegt. Sie verwendeten eines der Magellan-Teleskope, um die Geschwindigkeit und Position des Sterns zu messen. Dann schlossen sie sich mit anderen Kollegen zusammen und kombinierten ihre Daten mit Daten aus der Gaia-Mission der ESA, um die Flugbahn der Hypervelocity bis zu ihrem Ursprung zurückzuverfolgen. Sie waren überrascht, als der Ursprung des Sterns nicht die Ausbuchtung war, sondern die galaktische Scheibe.
"Diese Entdeckung verändert unsere Sicht auf den Ursprung sich schnell bewegender Sterne dramatisch", sagte Monica Valluri, Forschungsprofessorin am Institut für Astronomie am U-M College für Literatur, Wissenschaft und Kunst. "Die Tatsache, dass die Flugbahn dieses massiven sich schnell bewegenden Sterns eher von der Scheibe als vom galaktischen Zentrum ausgeht, zeigt, dass die extremen Umgebungen, die zum Auswerfen sich schnell bewegender Sterne erforderlich sind, an anderen Orten als in der Nähe von supermassiven Schwarzen Löchern auftreten können."
"Wir müssen andere Möglichkeiten für die Entstehung des Sterns in Betracht ziehen."
Kohei Hattori, Postdoktorand, Universität von Michigan.
„Wir dachten, dieser Stern kommt aus dem galaktischen Zentrum. Wenn Sie sich jedoch die Flugbahn ansehen, ist klar, dass dies nicht mit dem galaktischen Zentrum zusammenhängt “, sagte Hattori. "Wir müssen andere Möglichkeiten für die Entstehung des Sterns in Betracht ziehen."
Was wären diese Möglichkeiten?
Die Autoren sind sich derzeit nicht sicher. Eine Möglichkeit ist eine Begegnung anderer Art. Der außer Kontrolle geratene Stern hatte möglicherweise eine Begegnung mit einer ganzen Gruppe anderer massereicher Sterne und wurde durch ein komplexes Zusammenspiel der Schwerkraft ausgeworfen.
Diese Art der Begegnung hat in der Vergangenheit außer Kontrolle geratene Sterne hervorgebracht. Aber nichts, was so schnell fährt wie LAMOST-HVS1. Sternhaufen-Ausreißer wurden mit 40-100 km / s (25-62 Meilen / Sekunde) getaktet, aber keiner hat die 500 km / s erreicht, mit denen dieser Stern fährt.
Eine andere, exotischere Möglichkeit ist ein Schwarzes Loch. Möglicherweise befinden sich in der galaktischen Scheibe andere schwarze Löcher mit ausreichender Schwerkraft, um den Stern in den Weltraum zu schleudern. Aber das ist kaum mehr als eine Vermutung.
Wenn es sich um einen Sternhaufen handelt, der LAMOST-HVS1 ausgeworfen hat, dann ist es einer, den noch niemand gesehen hat. Der Hypervelocity-Stern stammte vom Norma-Spiralarm, einem Gebiet, das keinem bekannten massiven Sternhaufen zugeordnet ist. Dieser Bereich ist jedoch durch Staub gut verdeckt. Dort könnte sich ein Cluster mit genügend Masse befinden, um den Stern auszuwerfen.
Wenn Astronomen dort einen massiven Cluster finden könnten, könnte dies zeigen, dass alle Hypervelocity-Sterne aus Begegnungen mit massiven Clustern ausgestoßen wurden und das SMBH nichts damit zu tun hat. Oder, nehmen Sie mich hier mit, der massive Sternhaufen könnte ein mittleres Schwarzes Loch in seiner Mitte haben, das stark genug ist, um den Stern auszuwerfen.
Der Ursprung von LAMOST-HVS1 ist jedoch vorerst ungewiss.
Quellen:
- Pressemitteilung: U-M-Forscher bestätigen, dass ein massiver, außer Kontrolle geratener Stern von der Milchstraßenscheibe ausgestoßen wurde
- Forschungsbericht: Entstehung eines massiven hyper-außer Kontrolle geratenen Subgiant Star LAMOST-HVS1: Implikation aus Gaia und Follow-up-Spektroskopie
