Es wurden sechs neue außer Kontrolle geratene Sterne entdeckt, die durch die Milchstraße rasen. Zwei der Hypergeschwindigkeitssterne mit den Namen J0927 und J1235 bewegen sich schneller als jedes jemals gesehene Objekt dieser Art.
Neuen Forschungsergebnissen zufolge bewegen sich diese Rekordsterne mit einer unglaublichen Geschwindigkeit von 5,1 Millionen Meilen pro Stunde (2.285 Kilometer pro Sekunde) bzw. 3,8 Millionen Meilen pro Stunde (1.694 Kilometer pro Sekunde). J0927 hat die schnellste Umlaufgeschwindigkeit um die Sonne aller Zeiten und wäre damit in der Lage, in weniger als einer Sekunde zwischen New York und Mississippi zu rasen, wenn es sich um einen Erdkörper handeln würde. Bei dieser Geschwindigkeit kann ein Objekt die Erde in nur einer Stunde 694 Mal umkreisen.
Auch die anderen vier Stars sind in puncto Geschwindigkeit nicht unentschlossen, denn sie erreichen alle eine Geschwindigkeit von über 2,2 Millionen Meilen pro Stunde (1.000 Kilometer pro Sekunde). Diese Hypergeschwindigkeitssterne bewegen sich so schnell durch die Milchstraße, dass sie die nötige Geschwindigkeit haben, um dem Gravitationseinfluss unserer Galaxie zu entkommen, auch Fluchtgeschwindigkeit genannt.
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„Diese Sterne sind ungewöhnlich, weil sie sich viel schneller bewegen als normale Sterne in der Milchstraße. Und weil sie schneller sind als die Fluchtgeschwindigkeit der Galaxie, werden sie bald in den intergalaktischen Raum geschossen“, sagt Teamleiter und Forscher am Harvard/Smithsonian Center for Astrophysics Karim El-Badry sagte gegenüber Space.com.org. „Wir suchten nach solchen Dingen, also hatten wir eine gewisse Hoffnung und Erwartung, dass sie da wären, aber ihre Eigenschaften waren anders, als wir erwartet hatten.“
Das Team hinter der Entdeckung glaubt, dass die unglaubliche Geschwindigkeit dieser vier Sterne darauf zurückzuführen sein könnte, dass sie durch eine bestimmte Art kosmischer Explosion namens Typ-Ia-Supernova ausgelöst wurden. Es führte auch zu ungewöhnlich hohen Oberflächentemperaturen, was das Team laut El Badry überraschte.
„Sie sind außerdem viel heißer als normale Sterne – wahrscheinlich aufgrund ihrer ungewöhnlichen Entstehungsgeschichte, zu der auch eine Supernova-Explosion direkt neben ihnen gehört!“ Der Astrophysiker erklärte.
Supernovae vom Typ Ia treten in Doppelsternsystemen auf, die Sternreste, sogenannte Weiße Zwerge, enthalten, die entstehen, wenn Sterne wie die Sonne sterben und sich von Material eines Begleitsterns ernähren.
Weiße Zwerge – auch „untergehende Sterne“ genannt – sind unglaublich dicht, da sie durch den Zusammenbruch eines Sternkerns mit einer Masse von etwa der Masse der Sonne entstanden sind, der in einer Kugel von der Größe der Erde zusammengepfercht ist, aber nicht massiv genug ist, um ihn zu durchqueren die sogenannte Chandrasekhar-Grenze– die Masse, die ein Stern benötigt, um eine „normale“ Supernova auszulösen und bei seinem Tod einen Neutronenstern oder sogar ein Schwarzes Loch zu erzeugen.
Wenn Material vom Begleiter eines gespendeten Sterns auf die Oberfläche eines Weißen Zwergs fällt, sammeln die Sternreste Masse an. Dies bedeutet, dass dieser Prozess der Abgabe von Sternmaterial einem Weißen Zwerg die kritische Masse verleihen könnte, die erforderlich ist, um ihn über die Chandrasekhar-Grenze zu treiben und eine thermonukleare Explosion auszulösen, die als Typ-Ia-Supernova bezeichnet wird.
Diese Explosionen gehören nicht nur zu den hellsten Ereignissen im Universum, sie sind auch so gleichmäßig, dass Astronomen sie als „Standardkerzen“ bezeichnen, da sie damit kosmische Entfernungen messen können.
Während jede Supernova genügend Energie freisetzen würde, um außer Kontrolle geratene Sterne zu erzeugen, geht das Team davon aus, dass immer stärkere Supernovae erforderlich sein könnten, um diese Sterne auf einen Hypergeschwindigkeitszustand zu beschleunigen. Diese besonderen Explosionen werden „heftige Heliumverschmelzungen“ oder „dynamisch entartete Doppelexplosionen“ genannt, wobei dieser Spitzname auf D⁶-Supernovae abgekürzt wird.
D⁶-Supernovae treten auf, wenn Weiße Zwerge Helium anstelle von Wasserstoff aus den äußeren Schichten ihres Begleitsterns entfernen, bei dem es sich vermutlich um einen weiteren Weißen Zwerg handelt (daher ein doppelter Zerfall). Dies führt zu einer zweiten massiven Explosion (also einer Doppelexplosion), wobei der begleitende Weiße Zwerg infolgedessen als außer Kontrolle geratener Hypergeschwindigkeitsstern in die Luft geschleudert wird.
„Die Entstehung außer Kontrolle geratener Sterne ist sehr ungewöhnlich“, erklärte El Badry. „Fast alle Sterne in der Milchstraße haben Atmosphären, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen, aber diese Körper haben überhaupt keinen Wasserstoff oder Helium und bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff und Sauerstoff.“
Dies deutet darauf hin, dass es sich bei diesen außer Kontrolle geratenen Sternen um entartete Weiße Zwerge handelt, und stützt auch die Annahme, dass sie von einer D⁶-Supernova mit extremer Geschwindigkeit explodiert wurden.
Al-Badry und Kollegen verwendeten die Standardlichtleistung von Standardkerzen vom Typ Ia, um die Feuerrate außer Kontrolle geratener Sterne zu berechnen. Sie fanden heraus, dass die Geschwindigkeit der Entstehung ultraschneller Sterne mit der Geschwindigkeit übereinstimmt, mit der Supernovae vom Typ Ia fortschreiten, was darauf hindeutet, dass es sich bei vielen dieser Ereignisse um D⁶-Explosionen handeln könnte.
Daraus kamen sie zu dem Schluss, dass es eine bemerkenswert große Anzahl dieser Hypergeschwindigkeitssterne gibt, die durch das Universum rasen und die Astronomen noch nicht entdeckt haben.
Obwohl sie innerhalb der Milchstraße entdeckt wurden, werden diese außer Kontrolle geratenen neuen Sterne mit Geschwindigkeiten von mehr als 2,2 Millionen Meilen pro Stunde (1.000 Kilometer pro Sekunde) eines Tages unserer eigenen Galaxie entkommen, die eine Fluchtgeschwindigkeit von etwa 1,2 Millionen Meilen hat pro Stunde (550 Kilometer pro Sekunde). Das Team glaubt, dass sie nicht die ersten Sterne sein werden, die von der Milchstraße in die Luft geschossen werden.
„Wenn ein großer Teil der Supernovae vom Typ Ia einen D6-Stern erzeugt hätte, hätte die Galaxie wahrscheinlich mehr als 10 Millionen davon in den intergalaktischen Raum emittiert.“ Al-Badri und Kollegen schrieben.
Natürlich ist Metamorphose fair, und genau wie unsere Galaxie ihre Nachbarn mit Hypergeschwindigkeitssternen beschossen hat, glauben Forscher unter der Leitung von El Badri, dass andere Galaxien Hypergeschwindigkeitssterne auf uns zugeschleudert haben. Sie sagen, dass dies bedeutet, dass es eine große Anzahl schwacher, außer Kontrolle geratener Sterne geben muss, die aus Galaxien im lokalen Milchstraßenhaufen freigesetzt werden und durch unsere Galaxie in der Nähe des Sonnensystems rasen.
Die Forschung wird in einem Artikel beschrieben, der zur Veröffentlichung im Open Journal of Astrophysics eingereicht wurde und derzeit im Papers Repository veröffentlicht ist. arXiv.
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