ติดดาวบนรัน

ภาพประกอบศิลปินของดาวที่พุ่งออกมาจากเมฆแมกเจลแลนใหญ่ เครดิตรูปภาพ: ESO คลิกเพื่อดูภาพขยาย
การสำรวจด้วย Kueyen ซึ่งเป็นหนึ่งในกล้องโทรทรรศน์ 8.2m ที่ประกอบไปด้วยกล้องโทรทรรศน์ ESO Very Large Telescope (VLT) ได้นำไปสู่การค้นพบดาวมวลสูงอายุสั้นที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมากผ่านกาแลคซีทางช้างเผือกทางช้างเผือกและ สู่อวกาศ การค้นพบนี้อาจเป็นหลักฐานสำหรับหลุมดำขนาดใหญ่ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนในใจกลางของเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของทางช้างเผือกคือเมฆแมกเจลแลนใหญ่

ดาวที่ชื่อว่า HE 0437-5439 นั้นถูกค้นพบโดยการสำรวจท้องฟ้าของฮัมบูร์ก / ESO [1] ซึ่งเป็นโครงการที่มุ่งตรวจจับควาซาร์ นักวิทยาศาสตร์ [2] ที่ Dr. Remeis-Sternwarte (มหาวิทยาลัย Erlangen-Nürnberg, เยอรมนี) และศูนย์วิจัยดาราศาสตร์ฟิสิกส์ (มหาวิทยาลัย Hertfordshire, สหราชอาณาจักร) พบว่ามีแนวโน้มว่าจะเป็นดาวฤกษ์ลำดับดาวฤกษ์มวลสูงขนาดใหญ่ไกลออกไป รัศมี

นี่เป็นเรื่องประหลาดใจอย่างมาก ดาวฤกษ์มวลสูงมีอายุการใช้งานเพียงสิบหรือหลายร้อยล้านปีซึ่งมีอายุสั้นตามมาตรฐานทางดาราศาสตร์ แต่รัศมีมักไม่ได้เป็นดาวฤกษ์อายุน้อยเช่นนี้ ในความเป็นจริงมันมีดาวที่เก่าแก่ที่สุดในทางช้างเผือกที่มีอายุมากกว่าสิบพันล้านปี ดาวมวลสูงมักจะพบในหรือใกล้กับบริเวณก่อตัวดาวฤกษ์ในดิสก์กาแลกติกเช่นเนบิวลานายพรานชื่อดัง: HE 0437-5439 นั้นคล้ายกับดาวรูปสี่เหลี่ยมคางหมูที่ทำให้เนบิวลานายพรานเปล่งประกาย

ข้อมูลได้จาก ESO VLT และสเปกโตรกราฟ UVES ความละเอียดสูง สิ่งนี้ทำให้องค์ประกอบทางเคมีถูกวัดซึ่งคล้ายกับดวงอาทิตย์ยืนยันว่า HE0437-5439 เป็นดาวอายุน้อย มวลของมันใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ถึงแปดเท่าตัวและดาวฤกษ์มีอายุเพียง 30 ล้านปีเท่านั้น มันอยู่ห่างจากเราไปเกือบ 200,000 ปีแสงในทิศทางของ Doradus Constellation (“ the Swordfish”)

ที่น่าตื่นเต้นยิ่งกว่านั้นก็คือข้อเท็จจริงที่ว่าข้อมูลบ่งชี้ว่าดาวนั้นกำลังจะถอยร่นด้วยความเร็ว 723 กม. / วินาทีหรือ 2.6 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง HE0437-5439 เคลื่อนที่เร็วมากจนแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงของทางช้างเผือกนั้นเล็กเกินไปที่จะทำให้มันผูกพันกับกาแลคซี ดังนั้นดาวความเร็วสูงจะหนีเข้าไปในอวกาศ

เมื่อดาวฤกษ์เคลื่อนที่เร็วมากมันต้องเกิดมาไกลจากตำแหน่งปัจจุบันและเร่งไปยังตำแหน่งที่เราสังเกตการณ์ในวันนี้ อะไรที่ทำให้ดาวเร่งความเร็วสูงเช่นนี้? การคำนวณที่ดำเนินการแล้วในช่วงปลายทศวรรษ 1980 แสดงให้เห็นว่าหลุมดำขนาดใหญ่ที่เรียกว่า (SMBH) คือหลุมดำมวลหนึ่งล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์หรือใหญ่กว่านั้นสามารถเร่งความเร็วมหาศาลได้ หากดาวคู่เข้าใกล้ SMBH ดาวดวงหนึ่งจะตกลงไปที่ SMBH ในขณะที่ดาวฤกษ์ถูกปล่อยออกมา ศูนย์กาแลคซีของทางช้างเผือกเป็นเจ้าภาพเช่นหลุมดำประมาณ 2.5 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์และสิ่งนี้อาจเร่ง HE0437-5439

แต่พบว่าเวลาเดินทางที่จำเป็นนั้นมีอายุมากกว่าสามเท่าของดวงดาว ดังนั้นดาวดวงนี้ยังเด็กเกินไปที่จะเดินทางจากใจกลางกาแลคซีไปยังที่ตั้งปัจจุบัน ดาวดวงนั้นมีอายุมากกว่าที่มันปรากฏหรือเกิดและเร่งที่อื่น

เบาะแสที่แตกต่างไปจากจุดกำเนิดของ HE0457-5439 นั้นมาจากตำแหน่งบนท้องฟ้า HE0437-5439 อยู่ห่างจากเมฆแมเจลแลนใหญ่ (LMC) 16 องศาซึ่งเป็นหนึ่งในกาแลคซีใกล้เคียงที่สุดกับทางช้างเผือก กาแลคซีแห่งนี้อยู่ในระยะทาง 156,000 ปีแสง HE0457-5439 นั้นอยู่ไกลกว่า LMC มากและอยู่ใกล้กับ LMC มากกว่ากาแลคซี นักดาราศาสตร์แสดงให้เห็นว่าดาวฤกษ์สามารถไปถึงตำแหน่งปัจจุบันได้ในช่วงชีวิตของมันหากมันถูกผลักออกจากศูนย์กลางของ LMC ในทางกลับกันสิ่งนี้จะแสดงหลักฐานการมีอยู่ของ SMBH ใน LMC

คำอธิบายอื่นจะต้องให้ดาวเป็นผลมาจากการรวมดาวสองดวงเข้าด้วยกันซึ่งเป็นของดาวที่หลงทางสีน้ำเงินของดาวซึ่งมีอายุมากกว่าแบบจำลองวิวัฒนาการมาตรฐานทำนายว่ามันเป็นดาวฤกษ์ อันที่จริงแล้วอายุของมันอาจเท่ากับอายุของดาวมวลดวงอาทิตย์ 4 ดวงซึ่งมากกว่าอายุของดวงดาวมวลดวงอาทิตย์ 8 ดวงมากกว่า 6 เท่า

นักดาราศาสตร์เสนอข้อสังเกตเพิ่มเติมสองประการเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างสองทางเลือก องค์ประกอบบางอย่างในดาวฤกษ์ของ LMC นั้นมีอยู่เพียงครึ่งเดียวของดวงอาทิตย์ การวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นด้วย UVES จะบ่งบอกว่าดาวนั้นมีโลหะมากมายที่เหมาะสมกับดาว LMC หรือไม่ ข้อที่สองคือการตรวจสอบว่าดาวฤกษ์เคลื่อนที่ไปในทิศทางตามขวางบนท้องฟ้ามากน้อยเพียงใดโดยใช้การตรวจวัดทางดาราศาสตร์

งานวิจัยนำเสนอที่นี่มีรายละเอียดในกระดาษที่จะเผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters

หมายเหตุ
[1]: การสำรวจท้องฟ้าของฮัมบูร์ก / ESO เป็นโครงการความร่วมมือของ Hamburger Sternwarte และ ESO เพื่อให้ข้อมูลสเปกตรัมสำหรับครึ่งทางใต้ของท้องฟ้าโดยใช้แผ่นถ่ายภาพที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์ ESO-Schmidt ที่ปลดเกษียณแล้ว จานเหล่านี้ถูกทำเป็นดิจิทัลที่ Hamburger Sternwarte

[2]: นักดาราศาสตร์คือ Heinz Edelmann (ดร. Remeis-Sternwarte แห่งมหาวิทยาลัย Erlangen-Nürnberg, เยอรมัน, ตอนนี้อยู่ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัส, ออสติน, สหรัฐอเมริกา), Ralf Napiwotzki (ศูนย์วิจัยฟิสิกส์ดาราศาสตร์, มหาวิทยาลัย Hertfordshire, สหราชอาณาจักร) , Uli Heber (ดร. Remeis-Sternwarte จากมหาวิทยาลัย Erlangen-Nürnberg, เยอรมนี), Norbert Christlieb และ Dieter Reimers (Hamburger Sternwarte, เยอรมนี)

แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO