Kunstnerillustration af en stjerne skubbet ud fra den store magellanske sky. Billedkredit: ESO. Klik for at forstørre.
Observationer med Kueyen, et af de 8,2 m-teleskoper, der komponerer ESO Very Large Telescope (VLT), har ført til opdagelsen af en kortvarig massiv stjerne, der bevæger sig i en meget høj hastighed gennem den ydre glorie i Mælkevejen og ind i intergalaktisk rum. Denne konstatering kunne give bevis for et tidligere ukendt massivt sort hul i hjertet af Mælkevejens nærmeste nabo, den store magellanske sky.
Stjernen, kaldet HE 0437-5439, blev opdaget af Hamborg / ESO-himmelundersøgelsen [1], et projekt, der sigter mod at opdage kvasarer, men som også opdagede mange svage blå stjerner. Forskere [2] ved Dr. Remeis-Sternwarte (Universitetet i Erlangen-Nürnberg, Tyskland) og Center for Astrofysikforskning (University of Hertfordshire, UK) fandt, hvad der sandsynligvis er en varm massiv hovedsekvensstjerne, langt ude i glorie.
Dette kom som en stor overraskelse. Massive stjerner har kun levetider på nogle titusinder eller hundreder af millioner år, som er kortvarige for astronomiske standarder, men haloen er normalt ikke vært for stjerner så unge som dette. Faktisk indeholder den de ældste stjerner i Mælkevejen, der er mere end ti milliarder år gamle. Massive stjerner findes normalt i eller i nærheden af stjernedannende regioner i den galaktiske disk, såsom den berømte Orion-tåge: HE 0437-5439 svarer faktisk til trapezium-stjernerne, der får Orion-tågen til at skinne.
Data blev opnået med ESO VLT og dets UVES-spektrograf med høj opløsning. Dette gjorde det muligt at måle den kemiske sammensætning, som viste sig at være den samme som for Solen, hvilket bekræftede, at HE0437-5439 er en ung stjerne. Dets masse er otte gange større end Solens, og stjernen er kun 30 millioner år gammel. Det er næsten 200.000 lysår væk fra os i retning af Doradus-konstellationen (”sværdfisken”).
Endnu mere spændende var det faktum, at dataene indikerede, at stjernen ville forsvinde med en hastighed på 723 km / s, eller 2,6 millioner kilometer i timen. HE0437-5439 bevæger sig så hurtigt, at Mælkevejenes gravitationsattraktion er for lille til at holde den bundet til Galaxy. Derfor slipper hyperhastighedsstjernen ud i intergalaktisk rum.
Da stjernen bevæger sig så hurtigt, må den være født langt væk fra sin nuværende position og fremskyndet til det sted, vi observerer den i dag. Hvad accelererede stjernen til så høj hastighed? Beregninger, der blev foretaget allerede i slutningen af 1980'erne, viste, at et såkaldt massivt sort hul (SMBH), dvs. et sort hul en million gange så massivt som Solen, eller større, kunne give den enorme acceleration. Hvis en binær stjerne nærmer sig SMBH, falder en stjerne mod SMBH, mens dens ledsager udkastes. Det galaktiske centrum af Mælkevejen er vært for et så sort hul på omkring 2,5 millioner solmasser, og dette kan have accelereret HE0437-5439.
Men den nødvendige rejsetid viste sig at være mere end tre gange stjernens alder. Stjernen er derfor for ung til at have rejst hele vejen fra det galaktiske centrum til dets nuværende placering. Enten er stjernen ældre, end den ser ud, eller den er født og accelereret et andet sted.
En anden ledetråd til HE0457-5439's oprindelse kommer fra dens position på himlen. HE0437-5439 er 16 grader væk fra den store magellanske sky (LMC), en af de nærmeste nærliggende galakser til Mælkevejen. Denne galakse ligger i en afstand af 156.000 lysår. HE0457-5439 er endnu fjernere end LMC og er meget tættere på LMC end galaksen. Astronomerne viste, at stjernen kunne have nået sin nuværende position inden for sin levetid, hvis den blev kastet ud fra LMC-centrum. Dette ville til gengæld give bevis for eksistensen af en SMBH i LMC.
En anden forklaring ville kræve, at stjernen er resultatet af sammenlægningen af to stjerner, der hører til den såkaldte blå stragglerklasse af stjerner, som er ældre end standardudviklingsmodeller forudsiger, at de er. Faktisk kan dens alder være så meget som levetiden for en 4 solmassestjerne, som er mere end 6 gange levetiden for en 8 solmassestjerne.
Astronomerne foreslår to yderligere observationer for at skelne mellem de to muligheder. Overfloden af visse elementer i stjerner, der tilhører LMC, er kun halvdelen af solen. En mere præcis måling med UVES ville indikere, om stjernen har en metalforekomst, der er passende til LMC-stjerner eller ikke. Det andet er at måle, hvor meget stjernen bevæger sig i tværgående retning på himlen ved hjælp af astrometriske målinger.
Forskningen præsenteret her er detaljeret i et papir, der skal offentliggøres i Astrophysical Journal Letters.
Noter
[1]: Himmel / ESO-himmelundersøgelsen er et samarbejdsprojekt for Hamburger Sternwarte og ESO for at give spektrale oplysninger til halvdelen af den sydlige himmel ved hjælp af fotografiske plader taget med det nu pensionerede ESO-Schmidt-teleskop. Disse plader blev digitaliseret ved Hamburger Sternwarte.
[2]: Astronomerne er Heinz Edelmann (Dr. Remeis-Sternwarte fra University of Erlangen-Nürnberg, Tyskland, nu ved University of Texas, Austin, USA), Ralf Napiwotzki (Center for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, UK) , Uli Heber (Dr. Remeis-Sternwarte fra universitetet i Erlangen-Nürnberg, Tyskland), Norbert Christlieb og Dieter Reimers (Hamburger Sternwarte, Tyskland).
Original kilde: ESO News Release
