Zwei Sterne aus der Milchstraße geworfen

Die Vorstellung eines Künstlers von einem Exilstern, der aus der Milchstraße rast. Bildnachweis: Ruth Bazinet, CfA Zum Vergrößern anklicken
TV-Reality-Show-Kandidaten sind nicht die einzigen, die vom Exil bedroht sind. Astronomen, die das MMT-Observatorium in Arizona nutzen, haben zwei Sterne entdeckt, die aus der Milchstraße verbannt wurden. Diese Sterne rasen mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1 Million Meilen pro Stunde aus der Galaxis – so schnell, dass sie niemals zurückkehren werden.

"Diese Sterne sind buchstäblich Castaways", sagte der Smithsonian-Astronom Warren Brown (Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik). "Sie wurden aus ihrer Heimatgalaxie geworfen und in einem Ozean intergalaktischen Raums treiben gelassen."

Brown und seine Kollegen entdeckten 2005 das erste Sternenexil. Europäische Gruppen identifizierten zwei weitere, von denen eine möglicherweise aus einer benachbarten Galaxie stammt, die als Große Magellansche Wolke bekannt ist. Die neueste Entdeckung bringt die Gesamtzahl der bekannten Verbannten auf fünf.

"Diese Sterne bilden eine neue Klasse astronomischer Objekte – verbannte Sterne, die die Galaxie verlassen", sagte Brown.

Astronomen vermuten, dass in der Galaxie etwa 1.000 Exilsterne existieren. Im Vergleich dazu enthält die Milchstraße etwa 100.000.000.000 (100 Milliarden) Sterne, was die Suche nach Exilanten viel schwieriger macht, als die sprichwörtliche „Nadel im Heuhaufen“ zu finden. Das Smithsonian-Team verbesserte seine Chancen, indem es Sterne mit Orten und Eigenschaften vorwählte, die für bekannte Exilanten typisch sind. Sie durchsuchten Dutzende von Kandidaten, die über eine fast 8000-mal größere Himmelsfläche als der Vollmond verteilt waren, um ihren Steinbruch zu entdecken.

"Die Entdeckung dieser beiden neuen Exilsterne war weder glücklich noch zufällig", sagte die Astronomin Margaret Geller (Smithsonian Astrophysical Observatory), Mitautorin des Papiers. „Wir haben gezielt nach ihnen gesucht. Durch das Verständnis ihrer Herkunft wussten wir, wo wir sie finden konnten. “

Die Theorie sagt voraus, dass die verbannten Sterne vor Millionen von Jahren aus dem galaktischen Zentrum geworfen wurden. Jeder Stern war einmal Teil eines Doppelsternsystems. Wenn eine Binärdatei zu nahe an das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie schwingt, kann die intensive Schwerkraft die Binärdatei auseinander ziehen und einen Stern einfangen, während der andere mit enormer Geschwindigkeit heftig nach außen geschleudert wird (daher die technische Bezeichnung für Hypervelocity-Sterne).

Die beiden kürzlich entdeckten Verbannten sind kurzlebige Sterne, die etwa viermal so massereich sind wie die Sonne. Innerhalb des galaktischen Zentrums gibt es viele ähnliche Sterne, die die Theorie der Entstehung von Exilanten unterstützen. Darüber hinaus fanden detaillierte Studien des Zentrums der Milchstraße zuvor Sterne, die das Schwarze Loch auf sehr langgestreckten, elliptischen Bahnen umkreisen – die Art von Bahnen, die für ehemalige Begleiter von Hypervelocity-Sternen zu erwarten wären.

"Computermodelle zeigen, dass Hypervelocity-Sterne auf natürliche Weise in der Nähe des galaktischen Zentrums entstehen", sagte der Theoretiker Avi Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. „Wir wissen, dass es Binärdateien gibt. Wir wissen, dass das galaktische Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch enthält. Exilsterne entstehen also unweigerlich, wenn Binärdateien zu nahe am Schwarzen Loch vorbeiziehen. “

Astronomen schätzen, dass durchschnittlich alle 100.000 Jahre ein Stern aus dem galaktischen Zentrum geworfen wird. Die Chancen, einen im Moment des Auswurfs zu sehen, sind gering. Daher muss die Jagd weiterhin weitere Beispiele für Exilanten finden, um die extreme Umgebung des galaktischen Zentrums zu verstehen und zu verstehen, wie diese Extreme zur Bildung von Hypervelocity-Sternen führen.

Die Eigenschaften von Sternen im Exil geben Hinweise auf ihre Herkunft. Wenn beispielsweise eine große Gruppe von Sternen in das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße gewunden ist, werden möglicherweise fast gleichzeitig viele Sterne herausgeschleudert. Jeder bekannte Hypervelocity-Stern verließ das galaktische Zentrum zu einer anderen Zeit, daher gibt es keine Hinweise auf einen „Ausbruch“ von Exilanten.

Hypervelocity-Sterne bieten auch eine einzigartige Sonde für die galaktische Struktur. "Zu ihren Lebzeiten reisen diese Sterne über den größten Teil der Galaxie", sagte Geller. "Wenn wir ihre Bewegungen über den Himmel messen könnten, könnten wir etwas über die Form der Milchstraße und die Verteilung der mysteriösen dunklen Materie lernen."

Das erste neu entdeckte Exil in Richtung des Sternbildes Ursa Major wird als SDSS J091301.0 + 305120 bezeichnet. Es bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1,25 Millionen Meilen pro Stunde aus der Galaxie heraus und befindet sich derzeit in einer Entfernung von ungefähr 240.000 Lichtjahren von der Erde. Das zweite Exil in Richtung Sternbild Krebs wird als SDSS J091759.5 + 672238 bezeichnet. Es bewegt sich mit 1,43 Millionen Meilen pro Stunde nach außen und befindet sich derzeit etwa 180.000 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Obwohl sich beide Sterne mit enormen Geschwindigkeiten durch den Weltraum bewegen, befinden sie sich so weit von der Erde entfernt, dass ihre Bewegung nur mit hoch entwickelten astronomischen Instrumenten erfasst werden kann.

Diese Forschung wurde The Astrophysical Journal Letters zur Veröffentlichung vorgelegt und wird online unter http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601580 verfügbar sein. Die Autoren des Papiers sind Brown, Geller, Scott Kenyon und Michael Kurtz (Smithsonian Astrophysical Observatory).

Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge, Massachusetts, ist eine gemeinsame Zusammenarbeit zwischen dem Smithsonian Astrophysical Observatory und dem Harvard College Observatory. CfA-Wissenschaftler, die in sechs Forschungsabteilungen unterteilt sind, untersuchen den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.

Originalquelle: CfA-Pressemitteilung

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