Het concept van een kunstenaar van een verbannen ster die de melkweg uit rent. Afbeelding tegoed: Ruth Bazinet, CfA Klik om te vergroten
Deelnemers aan de reality-tv-serie zijn niet de enige die worden bedreigd met ballingschap. Astronomen die het MMT-observatorium in Arizona gebruiken, hebben twee uit het Melkwegstelsel verbannen sterren ontdekt. Die sterren rennen de Melkweg uit met snelheden van meer dan 1 miljoen mijl per uur - zo snel dat ze nooit meer zullen terugkeren.
"Deze sterren zijn letterlijk schipbreukelingen", zegt Smithsonian-astronoom Warren Brown (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). 'Ze zijn uit hun eigen sterrenstelsel gegooid en op drift geraakt in een oceaan van intergalactische ruimte.'
Brown en zijn collega's zagen de eerste stellaire ballingschap in 2005. Europese groepen identificeerden er nog twee, waarvan er een mogelijk afkomstig is uit een naburig sterrenstelsel dat bekend staat als de Grote Magelhaense Wolk. De laatste ontdekking brengt het totaal aantal bekende ballingen op vijf.
'Deze sterren vormen een nieuwe klasse van astronomische objecten - verbannen sterren die de Melkweg verlaten', zei Brown.
Astronomen vermoeden dat er in de Melkweg ongeveer 1.000 ballingschapsterren zijn. Ter vergelijking: de Melkweg bevat ongeveer 100.000.000.000 (100 miljard) sterren, wat het zoeken naar ballingen veel moeilijker maakt dan het vinden van de spreekwoordelijke 'naald in een hooiberg'. Het Smithsonian-team verbeterde hun kansen door sterren vooraf te selecteren met locaties en kenmerken die typisch zijn voor bekende ballingen. Ze doorzochten tientallen kandidaten verspreid over een hemelgebied van bijna 8000 keer groter dan de volle maan om hun steengroeve te spotten.
"Het ontdekken van deze twee nieuwe verbannen sterren was geen geluk en geen toeval", zegt astronoom Margaret Geller (Smithsonian Astrophysical Observatory), een co-auteur van het artikel. 'We hebben er doelgericht naar gezocht. Door hun oorsprong te begrijpen, wisten we waar we ze konden vinden. ”
Theorie voorspelt dat de verbannen sterren miljoenen jaren geleden uit het galactische centrum werden geworpen. Elke ster maakte ooit deel uit van een dubbelstersysteem. Wanneer een binair getal te dicht bij het zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel zwaait, kan de intense zwaartekracht het binaire getal uit elkaar rukken, waarbij de ene ster wordt gevangen terwijl de andere met een enorme snelheid naar buiten wordt geslingerd (vandaar hun technische benaming van hypervelocity-sterren).
De twee recent ontdekte ballingen zijn beide kortlevende sterren die ongeveer vier keer zo zwaar zijn als de zon. Er bestaan veel vergelijkbare sterren in het galactische centrum, die de theorie ondersteunen van hoe ballingen worden gecreëerd. Bovendien hebben gedetailleerde studies van het centrum van de Melkweg eerder sterren gevonden die in een zwart gat rond zeer langwerpige, elliptische banen draaien - het soort banen dat verwacht zou worden voor voormalige metgezellen van hypervelocity-sterren.
"Computermodellen laten zien dat hypervelocity-sterren van nature in de buurt van het galactische centrum worden gemaakt", zegt theoreticus Avi Loeb van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. 'We weten dat er binaries bestaan. We weten dat het galactische centrum een superzwaar zwart gat heeft. Er zullen dus onvermijdelijk verbannen sterren ontstaan als binaire bestanden te dicht bij het zwarte gat komen. '
Astronomen schatten dat er gemiddeld elke 100.000 jaar een ster uit het galactische centrum wordt gegooid. De kans dat je er een ziet op het moment van uitwerpen is klein. Daarom moet de jacht doorgaan met het vinden van meer voorbeelden van stellaire ballingen om de extreme omgeving van het galactische centrum te begrijpen en hoe die extremen leiden tot de vorming van hypervelocity-sterren.
De kenmerken van verbannen sterren geven aanwijzingen over hun oorsprong. Als er bijvoorbeeld een grote cluster van sterren in het centrale zwarte gat van de Melkweg spiraalsgewijs gaat, kunnen veel sterren bijna tegelijkertijd worden weggegooid. Elke bekende hypervelocity-ster verliet het galactische centrum op een ander tijdstip, dus er is geen bewijs voor een "burst" van ballingen.
Hypervelocity-sterren bieden ook een unieke sonde met galactische structuur. 'Tijdens hun leven reizen deze sterren over het grootste deel van de Melkweg', zei Geller. 'Als we hun bewegingen langs de hemel konden meten, zouden we meer te weten kunnen komen over de vorm van de Melkweg en over de manier waarop de mysterieuze donkere materie wordt verspreid.'
De eerste hervonden ballingschap, in de richting van het sterrenbeeld Grote Beer, wordt aangeduid als SDSS J091301.0 + 305120. Het reist met een snelheid van ongeveer 1,25 miljoen mijl per uur het melkwegstelsel uit en bevindt zich momenteel op een afstand van ongeveer 240.000 lichtjaar van de aarde. De tweede ballingschap, in de richting van het sterrenbeeld Kreeft, wordt aangeduid als SDSS J091759.5 + 672238. Het beweegt zich naar buiten met 1,43 miljoen mijl per uur en bevindt zich momenteel op ongeveer 180.000 lichtjaar van de aarde.
Beide sterren, hoewel ze met enorme snelheden door de ruimte reizen, bevinden zich zo ver van de aarde dat hun beweging niet kan worden gedetecteerd, behalve met geavanceerde astronomische instrumenten.
Dit onderzoek is ter publicatie voorgelegd aan The Astrophysical Journal Letters en zal online beschikbaar zijn op http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601580. Auteurs op het papier zijn Brown, Geller, Scott Kenyon en Michael Kurtz (Smithsonian Astrophysical Observatory).
Het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), met hoofdkantoor in Cambridge, Massachusetts, is een gezamenlijke samenwerking tussen het Smithsonian Astrophysical Observatory en het Harvard College Observatory. CfA-wetenschappers, georganiseerd in zes onderzoeksdivisies, bestuderen de oorsprong, evolutie en het uiteindelijke lot van het universum.
Oorspronkelijke bron: CfA News Release
