Zwerfsterren in intergalactische ruimte gevonden

Share Button

Het zwaartekrachtsveld van de Melkweg is immens groot. Toch zijn er sterren die er in slagen om te ontkomen aan de greep van de Melkweg, wijst een nieuwe ontdekking uit. Zouden sterren van het ene sterrenstelsel naar het andere kunnen reizen?

Zo ziet het (waarschijnlijke) zwarte gat in het centrum van de Melkweg er vermoedelijk uit. Bron: NASA

Zo ziet het (waarschijnlijke) zwarte gat in het centrum van de Melkweg er vermoedelijk uit. Bron: NASA

Rode reuzen
Onderzoekers van de Amerikaanse Vanderbilt University hebben bijna zevenhonderd zwervende sterren ontdekt die uit de Melkweg lijken te zijn geslingerd. Toen deze sterren de krachtige slinger kregen die ze uit het Melkwegstelsel lanceerde, waren het kleine gele sterren zoals de zon. In de miljoenen jaren dat hun reis door de intergalactische ruimte duurde, zijn ze veranderd in rode reuzen, de fase aan het einde van het leven van een ster, waarin de ster sterk opzwelt en veel meer licht uitzendt.

Zeer ingewikkeld om zware ster uit Melkweg weg te schieten
Om een voorwerp zoals een ster uit de enorm diepe zwaartekrachtsput van de Melkweg weg te slingeren is een enorme snelheid nodig, rond de drie miljoen kilometer per uur. Dit is een paar tiende procent van de lichtsnelheid. Er zijn niet veel natuurlije processen bekend die een enorm object als een ster ter grootte van de zon deze snelheid te geven. De eenvoudigste verklaring is dat het immense zwarte gat in het centrum van de Melkweg hiervoor verantwoordelijk is. Tot nu tope hebben astronomen zestien van dergelijke “hypervelocity stars” gevonden. Hoewel ze snel genoeg reizen om uiteindelijk te ontsnappen aan de melkweg, zijn ze nog binnen de Melkweg aangetroffen. De groep astronomen melden in hun artikel dat ze een groep van meer dan 675 sterren aan de randen van de Melkweg hebben aangetroffen die, volgens hen, sterren met zeer hoge snelheid zijn die uit de kern van de Melkweg zijn weggeslingerd.

Hoog “metaal”gehalte wijst op oorsprong uit de kern
Ze selecteerden deze sterren gebaseerd op hun locatie in de intergalactische ruimte tussen de Melkweg en het Andromedastelsel  (de verst waargenomen ster bevindt zich op 2 miljoen lichtjaar, in de buurt van de afstand tot het Andromedastelsel) en door hun opmerkelijk rode kleur. Het zijn namelijk rode-reuzensterren met een ongebruikelijk hoog metaalgehalte (astronomen noemen alles zwaarder dan waterstof of helium een metaal), aldus assistent-hoogleraar Kelly Holley-Bockelmann, die het onderzoek verrichte met aio Lauren Palladino. Dit is een teken dat de ster afkomstig is uit het centrum van de Melkweg, waar veel “metaal”-rijke resten van al eerder geëxplodeerde sterren aanwezig zijn. Oudere sterren en sterren aan de randen van het Melkwegstelsel zijn in dit gebied doorgaans de eerste generatie en bestaan vrijwel geheel uit waterstof en helium. De onderzoekers identificeerden deze kandidaten door de miljoenen sterren die gecatalogiseerd zijn in de Sloan Digital Sky Survey te ziften. Wat weer het nut bewijst van saai werk, overigens.

Eerste keer op zoek naar sterren aan de zwerf
“We dachten dat deze zwerfsterren daadwerkelijk moesten bestaan, buiten de Melkweg, maar tot nu toe nam niemand de moeite om er actief naar te zoeken. Dus we besloten om een poging te wagen,” aldus Holley-Bockelmann, die het fourageergedrag van het zwarte gat in het centrum van de Melkweg bestudeert. Volgens astronomen is het zwaartekrachtsveld van dit zwarte gat sterk genoeg om sterren met miljoenen kilometers per uur weg te schieten. Inderdaad weten we uit spectroscopische Dopplermetingen dat bijvoorbeeld de blauwe reuzenster ster S2, die rond het zwarte gat draait, een omloopsnelheid heeft van enkele procenten van de lichtsnelheid. Zo vreemd is de gedachte dus niet dat er af en toe een ster in de buurt komt van dit vier miljoen zonsmassa’s wegende monster en werkelijk een enorm sterke slinger richting intergalactische ruimte krijgt. Berekeningen wijzen dit ook uit.

Dubbelster of dodendans van zwart gat
Het meest voorkomende scenario houdt een dubbelster in die in wordt gevangen in het zwarte gat. Als één van de sterren wordt opgeslokt door het zwarte gat, krijgt de resterende ster alle impuls van het oorspronkelijke dubbelsterstelsel mee en wordt met een werkelijk titanische snelheid het Melkwegstelsel uit wordt geslingerd. In een tweede scenario wordt een ster gevangen in de dodendans van een kleiner zwart gat, dat wordt ingevangen door het centrale zwarte gat, bijvoorbeeld omdat een dwergsterrenstelsel wordt opgeslokt door de Melkweg. Elke ster die te dicht in de buurt komt van dit paar, krijgt ook een deel van de enorme impuls mee en wordt met een extreem hoge snelheid de Melkweg uit geslingerd. De sterren in Holley-Bockelmann’s groep zwervers moeten dus kleine sterren zoals de Zon zijn geweest die tijdens hun verre reis naar buiten, de Hoofdreeks bleven doorlopen tot ze door alle waterstof heen waren en opzwollen tot rode reuzen. Zelfs met hypersnelheid zou het een ster ongeveer tien miljoen jaar kosten (ongeveer 0,2% van de leeftijd van de zon) om vanaf het absolute centrum van de Melkweg naar de buitengewesten te reizen op 50 000 lichtjaar afstand. De verst verwijderde sterren op meer dan een miljoen lichtjaar afstand hebben bijna een miljard jaren gereisd.

Waarschijnlijk zijn er veel meer sterren die nog in de stabiele Hoofdreeksfase verkeren, of ondertussen al in een witte dwerg zijn veranderd, onderweg, maar deze zijn veel lastiger waar te nemen. Een rode reus zendt namelijk duizend tot tienduizend maal zoveel vermogen uit als een stabiele ster met dezelfde massa. Dat komt omdat de heliumfusie bij veel hogere temperatuur en veel sneller plaastvindt. Erg lang duurt deze fase dus niet, maar deze sterren zijn over veel grotere afstanden waarneembaar. Er is echter nog een mogelijkheid dat het hier om ongebruikelijk rode bruine dwergen gaat. Bruine dwergen zijn ‘mislukte’ sterren, die niet groot genoeg zijn voor waterstoffusie, alleen enige deuteriumfusie en nauwelijks licht uitzenden. Omdat bruine dwergen, zeker vergeleken met rode reuzen, echt  extreem lichtzwak zijn, moeten ze vele duizenden malen dichterbij staan om dit resultaat te verklaren.

Leven van ene sterrenstelsel naar andere?
In theorie zou het hiermee mogelijk zijn dat een planeet met levensvormen van de ene melkweg naar de andere reist. Een extreem compact planetenstelsel zoals dat om een rode dwergster, bijvoorbeeld een rode dwerg die een dubbelster vormt met een veel grotere ster, zou vermoedelijk de maltraitering door het zwarte gat kunnen overleven. Omdat de levensduur van rode dwergen extreem lang is, in de orde van duizenen miljarden jaren, zou hiermee het leven met gemak van de ene melkweg naar de andere verspreid kunnen worden. De inslag van een asteroïde zou vervolgens brokstukken met eencelligen verspreiden over de naburige sterren. Vergezocht? Mogelijk. Aan de andere kant: het heelal is groot, extreem groot en er zijn vijf tot tien keer zoveel rode dwergen als zonachtige sterren. Zien kunnen we ze op die afstand niet omdat ze veel lichtzwakker zijn dan de zon, laat staan de ontdekte rode reuzen. Wie weet is het nu op aarde tierende leven wel ontstaan in het centrum van een ander sterrenstelsel in de Lokale Groep en vervolgens via deze stellaire transportroute hier naartoe getransporteerd.

Bron:
Rogue stars ejected from the galaxy found in intergalactic space, Vanderbilt University (2012)
Lauren E. Palladino, Kelly Holley-Bockelmann et al., Identifying High Metallicity M Giants at Intragroup Distances with SDSS, ArXiv  preprint server (2012)

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

6 reacties

  1. Paul.R schreef:

    Als ik dit zo lees moet ik steeds aan het woordje super nova denken. Op het moment dat ze zich in de melkweg bevinden zijn ze geel. D.w.z. dat ze nog volop energie hebben. Op het moment dat ze rood worden, zou je kunnen zeggen, dat de energie op is. Hierdoor misschien niet voldoende energie over te houden om op het end een super nova te beleven en daardoor minder zwaar worden en geen tegenkracht meer bezitten en dus naar de rand van het melkwegstelsel geslingerd worden. Dan door de aantrekkingskracht van het zwarte gat zijn weg verder vervolgd als een uitgeblutste ster. Maar ja wie ben ik, het was en is ook zo maar een gedachte gang

  2. Paul.R schreef:

    Stef, op eind zeg ook in mijn reactie: Maar ja wie ben ik, het was en is ook zo maar een gedachte gang. Ik denk te begrijpen wat je bedoeld. Hier onder een link naar wikipedia- Super Nova. Mvg, Paul.
    http://nl.wikipedia.org/wiki/Super_nova

  3. Paul.R schreef:

    Het volgende artikel kwam ik in de Leeuwarder courant vandaag tegen en heb het op internet verder bekeken. Zwart gat doet zich te goed aan ster.

    http://www.powned.tv/nieuws/tech/2012/05/zwart_gat_slokt_ster_op.html

  4. antares schreef:

    Lees ook “Kern melkweg omringt door mystereus lint” http://www.visionair.nl/wetenschap/universum/kern-melkweg-omringd-door-mysterieus-lint/ 
    Ik denk dat er een verband is tussen de twee gevonden zaken.

  5. Paul.R schreef:

    Andre, don’t worry I am keep on moving. Het is een rijkdom van de mens om vrije expressie in het denken te creeren. De link gelezen en moet het even plaatsen. Die grijze hersencellen werken, naar gelang je ouder wordt, wel wat trager, maar daar is aan te wennen. Het leer proces is een zeer mooi gegeven en mooi dat ik dat nog kan. Dat vind ik mede ook mijn rijkdom. Mvg, Paul.  ;-)

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger