In 1988 voorspelde astronoom Jack Hills dat er een soort 'schurkenstaten' zou kunnen bestaan die niet gebonden zijn aan een bepaald sterrenstelsel. Deze sterren, zo redeneerde hij, werden periodiek uit hun gaststelsel verwijderd door een soort mechanisme om door de interstellaire ruimte te reizen.
Sinds die tijd hebben astronomen talloze ontdekkingen gedaan die erop wijzen dat deze schurkenreizigers inderdaad bestaan, en verre van een incidenteel fenomeen, zijn ze eigenlijk heel gewoon. Bovendien bleken sommige van deze sterren met extreem hoge snelheden te reizen, wat leidde tot de aanduiding van hypervelocity stars (HVS).
En nu, in een reeks artikelen die gepubliceerd zijn in arXiv Astrophysics, hebben twee Harvard-onderzoekers betoogd dat sommige van deze sterren mogelijk dichtbij de lichtsnelheid reizen. Bekend als semi-relativistische hypervelocity stars (SHS), worden deze fast-movers blijkbaar veroorzaakt door galactische fusies, waar het zwaartekrachtseffect zo sterk is dat het de sterren volledig uit een sterrenstelsel werpt. Deze sterren, zeggen de onderzoekers, hebben mogelijk het potentieel om leven door het heelal te verspreiden.
Deze bevinding volgt op twee andere belangrijke aankondigingen. De eerste vond plaats begin november, toen een artikel in het Astrophysical Journal meldde dat maar liefst 200 miljard schurkenstaten zijn gedetecteerd in een cluster van sterrenstelsels op zo'n 4 miljard lichtjaar afstand. Deze waarnemingen zijn gedaan door het Frontier Fields-programma van de Hubble-ruimtetelescoop, dat ultradiepe waarnemingen met meerdere golflengten van de Abell 2744-melkwegcluster heeft gemaakt.
Dit werd gevolgd door een studie gepubliceerd in Science, waar een internationaal team van astronomen beweerde dat maar liefst de helft van de sterren in het hele universum buiten sterrenstelsels leven.
De recente waarnemingen van Abraham Loeb en James Guillochon van de Harvard University zijn misschien wel de belangrijkste tot nu toe met betrekking tot deze bedrieglijke hemellichamen. Volgens hun onderzoeksrapporten kunnen deze sterren ook een rol spelen bij het verspreiden van leven buiten de grenzen van hun gaststelsels.
In hun eerste paper traceren de onderzoekers deze sterren tot fusies van sterrenstelsels, wat vermoedelijk leidt tot de vorming van enorme binaire gaten in hun centra. Volgens hun berekeningen zullen deze superzware zwarte gaten (SMBH) af en toe een katapult maken tot semi-relativistische snelheden.
"We voorspellen het bestaan van een nieuwe populatie van sterren die zich met bijna de snelheid van het licht door het heelal voortbewegen", vertelde Loeb via e-mail aan Space Magazine. "De sterren worden uitgeworpen door katapulten die zijn gemaakt van paren van massieve zwarte gaten die ontstaan tijdens het samengaan van sterrenstelsels."
Deze bevindingen hebben verder versterkt dat er massieve compacte lichamen, algemeen bekend als superzware zwarte gaten (SMBH), in het centrum van sterrenstelsels voorkomen. Hier bestaan de snelst bekende sterren, die in een baan om de SMBH draaien en versnellen tot snelheden van 10.000 km per seconde (3 procent van de lichtsnelheid).
Volgens Leob en Guillochon worden degenen die worden uitgestoten als gevolg van galactische fusies echter versneld tot een tiende tot een derde van de lichtsnelheid (ongeveer 30.000 - 100.000 km per seconde).
Het observeren van deze semi-relativistische sterren zou ons veel kunnen vertellen over de verre kosmos, aldus de Harvard-onderzoekers. Vergeleken met conventioneel onderzoek, dat gebruik maakte van subatomaire deeltjes zoals fotonen, neutrino's en kosmische straling van verre sterrenstelsels, biedt het bestuderen van uitgestoten sterren tal van voordelen.
"Traditioneel gebruikten kosmologen licht om het heelal te bestuderen, maar objecten die minder bewegen dan de lichtsnelheid bieden nieuwe mogelijkheden", zei Loeb. “Met sterren die met verschillende snelheden bewegen, kunnen we bijvoorbeeld een verre bronstelsel onderzoeken op verschillende terugkijktijden (aangezien ze op verschillende tijden moeten zijn uitgeworpen om ons vandaag te bereiken), in tegenstelling tot fotonen die ons slechts één momentopname van de melkweg. '
In hun tweede paper berekenen de onderzoekers dat er ongeveer een biljoen van deze sterren zijn om te bestuderen. En aangezien deze sterren dankzij de Spitzer-ruimtetelescoop werden gedetecteerd, zullen toekomstige generaties ze waarschijnlijk met geavanceerdere apparatuur kunnen bestuderen.
All-sky infraroodonderzoeken konden duizenden van deze sterren lokaliseren die door de kosmos snelden. En spectrografische analyse zou ons veel kunnen vertellen over de sterrenstelsels waar ze vandaan kwamen.
Maar hoe zouden deze snel bewegende sterren het leven door de kosmos kunnen verspreiden?
'Strak gebonden planeten kunnen mee met de sterren voor de rit', zei Loeb. 'De snelste sterren doorlopen miljarden lichtjaren door het heelal en bieden een spannende kosmische reis voor buitenaardse beschavingen. In het verleden overwogen astronomen de mogelijkheid om leven over te dragen tussen planeten binnen het zonnestelsel en misschien via ons Melkwegstelsel. Maar deze nieuw voorspelde populatie van sterren kan het leven tussen sterrenstelsels door het hele universum transporteren. '
De mogelijkheid dat reizende sterren en planeten verantwoordelijk zouden kunnen zijn geweest voor de verspreiding van leven door het heelal, zal waarschijnlijk implicaties hebben als een potentiële toevoeging aan de theorie van Panspermia, die stelt dat leven in het hele universum bestaat en wordt verspreid door meteorieten, kometen, asteroïden.
Maar Loeb vertelde Space Magazine dat een reizend planetair systeem op een dag potentiële toepassingen voor onze soort kan hebben.
'Onze nakomelingen zouden kunnen overwegen om aan boord te gaan van een verwant planetair systeem als de Melkweg over een paar miljard jaar opgaat in het zusterstelsel Andromeda', zei hij.
