I december 2013 lancerede Det Europæiske Rumorganisation (ESA) Gaia mission. Siden den tid har dette rumobservatorium været travlt med at observere over 1 milliard astronomiske objekter i vores galakse og videre - inklusive stjerner, planeter, kometer, asteroider, kvasarer osv. - alt sammen for at skabe det største og mest præcise 3D-rumskatalog nogensinde lavet.
ESA har også udsendt to dataudgivelser siden da, som begge har ført til nogle banebrydende opdagelser. Den seneste kommer fra Leiden-observatoriet, hvor et team af astronomer brugte Gaia data for at spore, hvad de troede, at stjerner med høj hastighed blev sparket ud af Mælkevejen, men som faktisk syntes at bevæge sig ind i vores galakse.
Undersøgelsen, der beskrev deres fund, blev for nylig offentliggjort i Månedlige meddelelser om Royal Astronomical Samfund - med titlen ”Gaia DR2 i 6D: Søger efter de hurtigste stjerner i Galaxy “. Undersøgelsen blev ledet af Tommaso Marchetti, en ph.d.-kandidat fra Leiden Observatorium, og omfattede Elena Rossi (lektor ved Leiden) og Anthony Brown - formand for Gaia Data Processing and Analyse Consortium (DPAC) Executive.
Af hensyn til deres undersøgelse konsulterede teamet data fra Gaiasanden dataudgivelse (DR2) - der fandt sted den 25. april 2018 og er baseret på observationer foretaget mellem den 25. juli 2014 og den 23. maj 2016. Indeholdt i disse data var positionerne, parallaxerne og de rette bevægelser for omkring 1,3 milliarder stjerner , som inkluderer dem, der rejser rundt i vores galakse med hundreder af kilometer i sekundet.
Astronomer er interesseret i disse stjerner, fordi deres bevægelser kan give ledetråde om Galaxy's fortidens historie. Den hurtigste klasse af disse stjerner er hypervelocity-stjerner (HVS), der kører med hastigheder på op til 700 km / s (435 mi / s) i en afstand mellem 100 og 50.000 lysår fra det galaktiske centrum. Disse stjerner antages at have deres oprindelse i kernen af vores galakse, før de blev kastet ud takket være interaktioner med det supermassive sorte hul (SMBH) i centrum.
Indtil videre er kun ca. 20 hypervelocity-stjerner blevet opdaget i vores galakse, men Gaias den for nylig offentliggjorte anden dataudgivelse giver en unik mulighed for at se efter flere af dem. Som studieforfatter Elena Maria Rossi forklarede i en nylig Royal Astronomical Society pressemeddelelse:
”Af de syv millioner Gaia-stjerner med fulde 3D-hastighedsmålinger fandt vi tyve, der kunne køre hurtigt nok til i sidste ende at flygte fra Mælkevejen.”
I modsætning til hvad de forventede, fandt holdet imidlertid, at de fleste af de HVS'er, de opdagede, kæmpede mod midten af Mælkevejen og ikke væk fra den. Så snarere end at være stjerner, der blev sparket ud af vores galakse, er det fuldstændigt muligt, at de er intergalaktiske interlopere, der kom fra den store magellanske sky eller fra en endnu fjernere galakse. Hvis det er sandt, vil disse stjerner bære præg af deres oprindelsessted.
På stort set den samme måde som studiet af Martiske meteoritter kan lære os om Mars 'struktur og sammensætning, kunne studiet af disse stjerner fortælle os meget om naturen af stjerner i en anden galakse. Det faktum, at disse HVS'er rejser gennem vores galakse, giver også astronomer muligheden for at studere ekstra-galaktiske stjerner i en meget tættere afstand end ellers ville være muligt. Som Elena forklarede:
”Stjerner kan accelereres til høje hastigheder, når de interagerer med et supermassivt sort hul. Så tilstedeværelsen af disse stjerner kan være et tegn på sådanne sorte huller i nærliggende galakser. Men stjernerne kan også en gang have været en del af et binært system, kastet mod Mælkevejen, da deres ledsagerstjerne eksploderede som en supernova. Uanset hvad, at studere dem kunne fortælle os mere om denne slags processer i nærliggende galakser. ”
Forskerteamet anerkender, at der er en anden mulighed. I det væsentlige kan disse nyligt identificerede HVS'er have sin oprindelse i vores galakas glorie, men blev derefter accelereret og skubbet indad, da Mælkevejen begyndte at komme i kontakt med en af de mange dværg galakser, den fusionerede med i løbet af sin historie. Når vi ser fremad, håber teamet at få mere information om stjernernes alder og sammensætning ved hjælp af jordbaserede teleskoper.
Disse data hjælper teamet med at nedsætte arten og oprindelsen af disse stjerner med større nøjagtighed. Derudover er der planlagt yderligere to dataudgivelser til Gaia mission, med DR3's frigivelse planlagt til 2021, mens den endelige udgivelse (spærring af missionsudvidelser) forbliver TBD. Hver af disse dataudgivelser vil give nye og mere præcise oplysninger om et større sæt stjerner. Som medforfatter angav Anthony Brown:
”Vi forventer i sidste ende fuld 3D-hastighedsmålinger for op til 150 millioner stjerner. Dette vil hjælpe med at finde hundreder eller tusinder af hypervelocity-stjerner, forstå deres oprindelse meget mere detaljeret og bruge dem til at undersøge det galaktiske centermiljø såvel som vores Galaxy's historie. ”
Disse seneste resultater demonstrerer endnu en gang, hvor effektiv Gaia observatorium har været i sin mission. Mellem nu og den endelige frigivelse af data forventes mange flere spændende opdagelser om vores galakse og dens omgivelser.
