07.07.17: En gruppe astronomer har påvist at de raskeste stjernene i vår galakse – og som har så stor hastighet at de klarer å unnslippe fra Melkeveien – er rømlinger fra en mye mindre galakse som går i bane rundt vår egen.

av Anne Mette Sannes

Kunstnerisk fremstilling av stjerner som rømmer fra Den store magellanske sky.
Illustrasjon: Amanda Smith

Astronomene antok først at høyhastighetsstjerner – store blå stjerner – kan ha blitt kastet ut fra Melkeveiens senter av et supermassivt sort hull. Andre scenarier som involverer dverggalakser som går i oppløsning eller kaotiske stjernehoper kan også forklare hastigheten til disse stjernene, men ingen av disse tre mekanismene forklarer hvorfor de bare finnes på en spesiell del av himmelen. Pr. i dag har rundt 20 høyhastighetsstjerner blitt observert, hovedsakelig på den nordlige halvkule, selv om det er mulighet for at det finnes mange flere som kun kan observeres fra den sydlige halvkule. Ifølge Douglas Boubert, doktorgradsstudent ved Cambridge's Institute of Astronomy og førsteforfatter av en artikkel i et britisk forskningstidsskrift, finnes disse høyhastighetsstjernene hovedsakelig i stjernebildene Løven og Sekstanten, noe forskerne stusset over.

En annen forklaring til dannelsen av slike høyhastighetsstjerner, er at de er rømlinger fra et dobbeltstjernesystem. I slike binære stjernesystem er det slik at jo nærmere de to stjernene er hverandre, jo raskere går de i bane rundt hverandre. Dersom en stjerne eksploderer som en supernova, kan systemet gå i oppløsning, og den gjenværende stjernen fyker avsted med den hastigheten den hadde da den gikk i bane. Stjernen som stikker av betegnes som en «rømling». Flyktende stjerner som dannes i Melkeveien er ikke raske nok til å bli høyhastighetsstjerner fordi blå stjerner ikke kan gå tilstrekkelig nær hverandre uten at de smelter sammen. En galakse som beveger seg raskt, derimot, kan være opphav til disse raske stjernene.

En tung og flyktende stjerne på vei bort fra en relativt nær stjernefødestue med en fart på mer enn 400 000 km/t, en fart som gjør at man kunne reist tur-retur Månen på to timer – det mest ekstreme tilfellet av en stor og svært masserik stjerne som har blitt sparket ut av hjemmet sitt av en gruppe av enda større søsken. Den hjemløse stjernen befinner seg i utkanten av gasståken 30 Doradus, et område med intens stjernedannelse i Den store magellanske sky, 170 000 lysår fra Jorden. «Fødestuen” ses midt i bildet.
Foto: NASA, ESA, C. Evans (Royal Observatory Edinburgh), N. Walbom (STScI),and ESO

Den store magellanske sky er den største og raskeste av flere titalls dverggalakser som går i bane rundt Melkeveien. Den har bare 10 prosent av Melkeveiens masse, hvilket betyr at de raskeste rømlingene som fødes i denne dverggalaksen lett kan unnslippe galaksens tyngdekraft. Den store magellanske sky beveger seg rundt Melkeveien med 400 kilometer i sekundet. På samme måte som en kule som skytes ut fra et ekspresstog i fart, er farten til disse flyktende stjernene farten de ble utstøtt med pluss dverggalaksens egen fart, noe som er raskt nok til at de blir høyhastighetsstjerner. Dette forklarer også hvor de befinner seg på himmelen siden de raskeste støtes ut langs dverggalaksens bane mot stjernebildene Løven og Sekstanten.

Forskerne brukte en kombinasjon av data fra Sloan Digital Sky Survey og datamodeller for å finne ut hvordan høyhastighetsstjerner klarer å unnslippe Den store magellanske sky og ende opp i Melkeveien. De simulerte fødsel og død til stjernene i dverggalaksen over de siste to milliarder år og registrerte hver eneste rømmende stjerne. Banene til disse stjernene etter at de hadde blitt støtt ut fra Den store magellanske sky ble deretter fulgt opp i en annen simulering som inkluderte både dverggalaksens og Melkeveiens tyngdekrefter – simuleringer som gjør forskerne i stand til å forutsi hvor på himmelen man kan forvente å finne unnslippende stjerner fra Den store magellanske sky.

Ifølge Boubert er dette første gang det har blitt foretatt en simulering av stjerner som støtes ut fra Den store magellanske sky, og det anslås at det er rundt 10 000 slike på himmelen. Halvparten av stjernene som unnslipper dverggalaksen er raske nok til å unnslippe Melkeveiens tyngdekrefter, noe som gjør dem til høyhastighetsstjerner. Dersom de tidligere kjente høyhastighetsstjernene er flyktende stjerner, forklarer dette også deres posisjon på himmelen.

Masserike blå stjerner ender sine liv ved å kollapse til en nøytronstjerne eller et sort hull etter noen titalls millioner av år, noe som også gjelder for stjerner «på rømmen». De fleste av denne typen stjerner i simuleringen døde under ferden etter å ha blitt sparket ut av dverggalaksen. Nøytronstjernene og sorte hull som blir igjen fortsetter på sin ferd sammen med de 10 000 flyktende stjernene, og forskerne antar at også en million flyktende nøytronstjerner og sorte hull flyr gjennom Melkeveien.

Og om ikke lenge får forskerne vite om de har rett. Neste år vil nemlig ESAs Gaia-satellitt gi oss data for milliarder av stjerner, og det skal da komme en sti av høyhastighetsstjerner på himmelen mellom stjernebildene Løven og Sekstanten på hhv. den nordlige og sydlige halvkule.

Den store og Lille magellanske sky er synlig til venstre i Melkeveibåndet. Bildet er tatt fra ESO-observatoriet i Chile.
Foto: Y. Beletsky/ESO

Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!

Mer informasjon

Pressemelding fra University of Cambridge

Flere artikler om stjerner