Im Dezember 2013 startete die Europäische Weltraumorganisation (ESA) die Gaia Mission. Seit dieser Zeit hat dieses Weltraumobservatorium über 1 Milliarde astronomische Objekte in unserer Galaxie und darüber hinaus beobachtet - einschließlich Sterne, Planeten, Kometen, Asteroiden, Quasare usw. -, um den größten und präzisesten 3D-Weltraumkatalog zu erstellen jemals gemacht wurde.
Die ESA hat seitdem auch zwei Datenveröffentlichungen veröffentlicht, die beide zu bahnbrechenden Entdeckungen geführt haben. Das neueste stammt vom Leidener Observatorium, wo ein Team von Astronomen eingesetzt hat Gaia Daten, um zu verfolgen, was sie für Hochgeschwindigkeitssterne hielten, die aus der Milchstraße geworfen wurden, sich aber tatsächlich in unsere Galaxie zu bewegen schienen.
Die Studie, in der ihre Ergebnisse beschrieben wurden, wurde kürzlich in der Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Gesellschaft - betitelt „Gaia DR2 in 6D: Auf der Suche nach den schnellsten Sternen der Galaxis “. Die Studie wurde von Tommaso Marchetti, einem Doktoranden des Leidener Observatoriums, geleitet und umfasste Elena Rossi (außerordentliche Professorin in Leiden) und Anthony Brown - den Vorsitzenden der Exekutive des Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC).
Für ihre Studie konsultierte das Team Daten von Gaiaszweite Datenveröffentlichung (DR2) - die am 25. April 2018 stattfand und auf Beobachtungen basiert, die zwischen dem 25. Juli 2014 und dem 23. Mai 2016 gemacht wurden. In diesen Daten waren die Positionen, Parallaxen und Eigenbewegungen für etwa 1,3 Milliarden Sterne enthalten Dies schließt diejenigen ein, die sich mit Hunderten von Kilometern pro Sekunde um unsere Galaxie bewegen.
Astronomen interessieren sich für diese Sterne, weil ihre Bewegungen Hinweise auf die Vergangenheit der Galaxie geben können. Die schnellste Klasse dieser Sterne sind Hypervelocity-Sterne (HVS), die sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 700 km / s in einer Entfernung zwischen 100 und 50.000 Lichtjahren vom galaktischen Zentrum fortbewegen. Es wird angenommen, dass diese Sterne im Kern unserer Galaxie entstanden sind, bevor sie ausgeworfen wurden, dank der Wechselwirkungen mit dem Supermassiven Schwarzen Loch (SMBH) in seinem Zentrum.
Bisher wurden in unserer Galaxie nur etwa 20 Hypervelocity-Sterne entdeckt, aber Gaias Die kürzlich veröffentlichte zweite Datenveröffentlichung bietet die einmalige Gelegenheit, nach weiteren zu suchen. Wie die Mitautorin der Studie, Elena Maria Rossi, kürzlich in einer Pressemitteilung der Royal Astronomical Society erklärte:
"Von den sieben Millionen Gaia-Sternen mit vollständigen 3D-Geschwindigkeitsmessungen haben wir zwanzig gefunden, die sich schnell genug bewegen könnten, um schließlich aus der Milchstraße zu entkommen."
Entgegen den Erwartungen stellte das Team jedoch fest, dass die meisten der von ihnen entdeckten HVS in Richtung der Mitte der Milchstraße rasten und nicht von dieser weg. Anstatt Sterne zu sein, die aus unserer Galaxie geworfen wurden, ist es durchaus möglich, dass es sich um intergalaktische Eindringlinge handelt, die aus der großen Magellanschen Wolke oder aus einer noch weiter entfernten Galaxie stammen. Wenn dies zutrifft, tragen diese Sterne den Abdruck ihres Ursprungsortes.
Ähnlich wie das Studium der Marsmeteoriten uns etwas über die Struktur und Zusammensetzung des Mars lehren kann, könnte das Studium dieser Sterne viel über die Natur der Sterne in einer anderen Galaxie aussagen. Die Tatsache, dass diese HVS durch unsere Galaxie reisen, bietet Astronomen auch die Möglichkeit, extra-galaktische Sterne in einer viel näheren Entfernung zu untersuchen, als dies sonst möglich wäre. Wie Elena erklärte:
„Sterne können auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, wenn sie mit einem supermassiven Schwarzen Loch interagieren. Das Vorhandensein dieser Sterne könnte also ein Zeichen für solche schwarzen Löcher in nahe gelegenen Galaxien sein. Die Sterne könnten aber auch einmal Teil eines binären Systems gewesen sein, das in Richtung Milchstraße geschleudert wurde, als ihr Begleitstern als Supernova explodierte. Wenn wir sie studieren, können wir mehr über diese Art von Prozessen in nahe gelegenen Galaxien erfahren. “
Das Forschungsteam erkennt an, dass es eine andere Möglichkeit gibt. Im Wesentlichen stammen diese neu identifizierten HVS möglicherweise aus dem Halo unserer Galaxie, wurden dann jedoch beschleunigt und nach innen gedrückt, als die Milchstraße Kontakt mit einer der vielen Zwerggalaxien aufnahm, mit denen sie in ihrer Geschichte verschmolzen war. Mit Blick auf die Zukunft hofft das Team, mit bodengestützten Teleskopen mehr Informationen über das Alter und die Zusammensetzung der Sterne zu erhalten.
Diese Daten helfen dem Team, die Art und Herkunft dieser Sterne genauer einzugrenzen. Darüber hinaus sind zwei weitere Datenfreigaben für das geplant Gaia Mission, wobei die Veröffentlichung von DR3 für 2021 geplant ist, während die endgültige Veröffentlichung (mit Ausnahme der Missionserweiterungen) TBD bleibt. Jede dieser Datenversionen liefert neue und genauere Informationen zu einer größeren Anzahl von Sternen. Als Co-Autor gab Anthony Brown an:
„Wir erwarten schließlich vollständige 3D-Geschwindigkeitsmessungen für bis zu 150 Millionen Sterne. Dies wird dazu beitragen, Hunderte oder Tausende von Hypervelocity-Sternen zu finden, ihren Ursprung genauer zu verstehen und sie zur Untersuchung der Umgebung des galaktischen Zentrums sowie der Geschichte unserer Galaxie zu verwenden. “
Diese neuesten Ergebnisse zeigen einmal mehr, wie effektiv die Gaia Observatorium war in seiner Mission. Bis zur endgültigen Veröffentlichung der Daten werden voraussichtlich viele weitere aufregende Entdeckungen über unsere Galaxie und ihre Umgebung gemacht.
