Kunstenaar illustratie van een ster uit de Grote Magelhaense Wolk. Afbeelding tegoed: ESO. Klik om te vergroten.
Waarnemingen met Kueyen, een van de 8,2 m telescopen die de ESO Very Large Telescope (VLT) vormen, hebben geleid tot de ontdekking van een kortlevende massieve ster die met een zeer hoge snelheid door de buitenste halo van het Melkwegstelsel beweegt en in de intergalactische ruimte. Deze bevinding zou bewijs kunnen leveren voor een voorheen onbekend massief zwart gat in het hart van de naaste buur van de Melkweg, de Grote Magelhaense Wolk.
De ster, HE 0437-5439 genaamd, werd ontdekt door de Hamburg / ESO sky survey [1], een project gericht op het detecteren van quasars, maar waarbij ook veel vage blauwe sterren werden ontdekt. Wetenschappers [2] van de Dr. Remeis-Sternwarte (Universiteit van Erlangen-Nürnberg, Duitsland) en het Centrum voor Astrofysica Onderzoek (Universiteit van Hertfordshire, VK) ontdekten wat waarschijnlijk een hete massieve hoofdreeksster is, ver weg in de halo.
Dit kwam als een grote verrassing. Massieve sterren hebben een levensduur van slechts enkele tientallen of honderden miljoenen jaren, van korte duur voor astronomische maatstaven, maar de halo herbergt gewoonlijk niet zulke jonge sterren. In feite bevat het de oudste sterren in de Melkweg die meer dan tien miljard jaar oud zijn. Massieve sterren worden meestal gevonden in of nabij stervormingsgebieden in de Galactische schijf, zoals de beroemde Orionnevel: HE 0437-5439 lijkt inderdaad op de trapeziumsterren die de Orionnevel doen stralen.
Gegevens werden verkregen met de ESO VLT en de UVES-spectrograaf met hoge resolutie. Hierdoor kon de chemische samenstelling worden gemeten die vergelijkbaar was met die van de zon, wat bevestigt dat HE0437-5439 een jonge ster is. De massa is acht keer groter dan die van de zon en de ster is slechts 30 miljoen jaar oud. Het is bijna 200.000 lichtjaar van ons verwijderd in de richting van het Doradus-sterrenbeeld ("de zwaardvis").
Nog opwindender was het feit dat uit de gegevens bleek dat de ster zich terugtrok met een snelheid van 723 km / s, of 2,6 miljoen kilometer per uur. HE0437-5439 beweegt zo snel dat de aantrekkingskracht van de Melkweg te klein is om hem aan de Melkweg gebonden te houden. Vandaar dat de supersnelle ster in de intergalactische ruimte zal ontsnappen.
Omdat de ster zo snel beweegt, moet hij ver van zijn huidige positie geboren zijn en versneld zijn tot waar we hem vandaag waarnemen. Wat versnelde de ster tot zo'n hoge snelheid? Berekeningen die al eind jaren tachtig werden uitgevoerd, toonden aan dat een zogenaamd massief zwart gat (SMBH), d.w.z. een zwart gat dat een miljoen keer zo massief is als de zon, of groter, voor de enorme versnelling kan zorgen. Als een dubbelster de SMBH nadert, valt één ster naar de SMBH terwijl zijn metgezel wordt uitgeworpen. Het Galactische Centrum van de Melkweg herbergt zo'n zwart gat van ongeveer 2,5 miljoen zonsmassa's, en dit zou HE0437-5439 kunnen hebben versneld.
Maar de benodigde reistijd bleek meer dan driemaal de leeftijd van de ster te zijn. Daarom is de ster te jong om helemaal van het Galactische centrum naar de huidige locatie te zijn gereisd. Of de ster is ouder dan hij lijkt of hij is ergens anders geboren en versneld.
Een andere aanwijzing voor de oorsprong van HE0457-5439 komt van zijn positie in de lucht. HE0437-5439 is 16 graden verwijderd van de Grote Magelhaense Wolk (LMC), een van de dichtstbijzijnde naburige sterrenstelsels bij de Melkweg. Dit sterrenstelsel ligt op een afstand van 156.000 lichtjaar. HE0457-5439 is zelfs verder weg dan de LMC en is veel dichter bij de LMC dan bij de melkweg. De astronomen toonden aan dat de ster tijdens zijn leven zijn huidige positie had kunnen bereiken als hij uit het centrum van de LMC was uitgestoten. Dit zou op zijn beurt bewijs leveren voor het bestaan van een SMBH in de LMC.
Een andere verklaring zou vereisen dat de ster het resultaat is van het samenvoegen van twee sterren, behorend tot de zogenaamde sterrenklasse van de achterblijvers, die ouder zijn dan de standaardevolutiemodellen voorspellen. Inderdaad, zijn leeftijd zou dan evenveel kunnen zijn als de levensduur van een ster van 4 zonsmassa's, wat meer is dan 6 keer de levensduur van een ster van 8 zonsmassa.
De astronomen stellen twee aanvullende waarnemingen voor om onderscheid te maken tussen de twee opties. De overvloed aan bepaalde elementen in sterren die behoren tot de LMC is slechts de helft van die van de zon. Een nauwkeurigere meting met UVES zou aangeven of de ster een metaalovermaat heeft die geschikt is voor LMC-sterren of niet. De tweede is om te meten hoeveel de ster beweegt in de dwarsrichting aan de hemel, met behulp van astrometrische metingen.
Het hier gepresenteerde onderzoek wordt gedetailleerd beschreven in een paper dat zal worden gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.
Opmerkingen
[1]: De Hamburg / ESO sky survey is een samenwerkingsproject van de Hamburger Sternwarte en ESO om spectrale informatie te verschaffen voor de helft van de zuidelijke hemel met behulp van fotografische platen die zijn genomen met de nu gepensioneerde ESO-Schmidt-telescoop. Deze platen zijn gedigitaliseerd bij Hamburger Sternwarte.
[2]: De astronomen zijn Heinz Edelmann (Dr. Remeis-Sternwarte van de Universiteit van Erlangen-Nürnberg, Duitsland, nu aan de Universiteit van Texas, Austin, VS), Ralf Napiwotzki (Centrum voor Astrofysica Onderzoek, Universiteit van Hertfordshire, VK) , Uli Heber (Dr. Remeis-Sternwarte van de Universiteit van Erlangen-Nürnberg, Duitsland), Norbert Christlieb en Dieter Reimers (Hamburger Sternwarte, Duitsland).
Oorspronkelijke bron: ESO-persbericht
