Künstlerillustration eines Sterns, der aus der großen Magellanschen Wolke ausgestoßen wird. Bildnachweis: ESO. Klicken um zu vergrößern.
Beobachtungen mit Kueyen, einem der 8,2-Meter-Teleskope des ESO Very Large Telescope (VLT), haben zur Entdeckung eines kurzlebigen massiven Sterns geführt, der sich mit sehr hoher Geschwindigkeit durch den äußeren Lichthof der Milchstraße bewegt in den intergalaktischen Raum. Dieser Befund könnte Hinweise auf ein bisher unbekanntes massives Schwarzes Loch im Herzen des nächsten Nachbarn der Milchstraße, der Großen Magellanschen Wolke, liefern.
Der Stern mit dem Namen HE 0437-5439 wurde von der Hamburger / ESO-Himmelsvermessung [1] entdeckt, einem Projekt zur Erkennung von Quasaren, bei dem jedoch auch viele schwache blaue Sterne entdeckt wurden. Wissenschaftler [2] von Dr. Remeis-Sternwarte (Universität Erlangen-Nürnberg) und dem Zentrum für Astrophysikforschung (Universität Hertfordshire, Großbritannien) fanden weit draußen einen wahrscheinlich heißen massiven Hauptreihenstern der Heiligenschein.
Dies war eine große Überraschung. Massive Sterne haben eine Lebensdauer von nur einigen zehn oder hundert Millionen Jahren, die für astronomische Verhältnisse nur von kurzer Dauer ist, aber der Heiligenschein beherbergt normalerweise keine so jungen Sterne. Tatsächlich enthält es die ältesten Sterne in der Milchstraße, die mehr als zehn Milliarden Jahre alt sind. Massive Sterne befinden sich normalerweise in oder in der Nähe von Sternentstehungsgebieten in der galaktischen Scheibe wie dem berühmten Orionnebel: HE 0437-5439 ähnelt in der Tat den Trapezsternen, die den Orionnebel zum Leuchten bringen.
Die Daten wurden mit dem ESO VLT und seinem hochauflösenden UVES-Spektrographen erhalten. Dies ermöglichte die Messung der chemischen Zusammensetzung, die der der Sonne ähnlich war, was bestätigte, dass HE0437-5439 ein junger Stern ist. Seine Masse ist achtmal größer als die der Sonne und der Stern ist nur 30 Millionen Jahre alt. Es ist fast 200.000 Lichtjahre von uns entfernt in Richtung der Doradus-Konstellation („der Schwertfisch“).
Noch aufregender war die Tatsache, dass die Daten darauf hinwiesen, dass der Stern mit einer Geschwindigkeit von 723 km / s oder 2,6 Millionen Stundenkilometern zurückgeht. HE0437-5439 bewegt sich so schnell, dass die Anziehungskraft der Milchstraße zu gering ist, um sie an die Galaxie gebunden zu halten. Daher entweicht der Hypergeschwindigkeitsstern in den intergalaktischen Raum.
Da sich der Stern so schnell bewegt, muss er weit weg von seiner gegenwärtigen Position geboren und beschleunigt worden sein, wo wir ihn heute beobachten. Was hat den Stern auf eine so hohe Geschwindigkeit beschleunigt? Berechnungen, die bereits Ende der 1980er Jahre durchgeführt wurden, zeigten, dass ein sogenanntes massives Schwarzes Loch (SMBH), d. H. Ein Schwarzes Loch, das millionenfach so massereich wie die Sonne oder größer ist, die enorme Beschleunigung liefern könnte. Wenn sich ein Doppelstern dem SMBH nähert, fällt ein Stern in Richtung des SMBH, während sein Begleiter ausgeworfen wird. Das Galaktische Zentrum der Milchstraße beherbergt ein solches Schwarzes Loch mit etwa 2,5 Millionen Sonnenmassen, was HE0437-5439 möglicherweise beschleunigt hat.
Es wurde jedoch festgestellt, dass die erforderliche Reisezeit mehr als das Dreifache des Alters des Sterns beträgt. Daher ist der Stern zu jung, um vom galaktischen Zentrum bis zu seinem heutigen Standort gereist zu sein. Entweder ist der Stern älter als er scheint oder er wurde anderswo geboren und beschleunigt.
Ein anderer Hinweis auf den Ursprung von HE0457-5439 kommt von seiner Position am Himmel. HE0437-5439 ist 16 Grad von der Großen Magellanschen Wolke (LMC) entfernt, einer der der Milchstraße am nächsten gelegenen Nachbargalaxien. Diese Galaxie liegt in einer Entfernung von 156.000 Lichtjahren. HE0457-5439 ist noch weiter entfernt als die LMC und liegt viel näher an der LMC als an der Galaxie. Die Astronomen zeigten, dass der Stern innerhalb seines Lebens seine gegenwärtige Position hätte erreichen können, wenn er aus dem Zentrum der LMC ausgestoßen worden wäre. Dies würde wiederum Hinweise auf die Existenz eines SMBH in der LMC liefern.
Eine andere Erklärung würde erfordern, dass der Stern das Ergebnis der Verschmelzung von zwei Sternen ist, die zur sogenannten Klasse der blauen Nachzügler gehören, die älter sind, als es Standard-Evolutionsmodelle vorhersagen. In der Tat könnte sein Alter dann so hoch sein wie die Lebensdauer eines Sterns mit 4 Sonnenmassen, was mehr als dem 6-fachen der Lebensdauer eines Sterns mit 8 Sonnenmassen entspricht.
Die Astronomen schlagen zwei zusätzliche Beobachtungen vor, um zwischen den beiden Optionen zu unterscheiden. Die Häufigkeit bestimmter Elemente in Sternen der LMC ist nur halb so hoch wie die der Sonne. Eine genauere Messung mit UVES würde anzeigen, ob der Stern eine für LMC-Sterne geeignete Metallhäufigkeit aufweist oder nicht. Die zweite besteht darin, mithilfe astrometrischer Messungen zu messen, wie viel sich der Stern in Querrichtung am Himmel bewegt.
Die hier vorgestellte Forschung wird in einem Artikel detailliert beschrieben, der in Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wird.
Anmerkungen
[1]: Die Hamburger / ESO-Himmelsvermessung ist ein Gemeinschaftsprojekt von Hamburger Sternwarte und ESO zur Bereitstellung von Spektralinformationen für die Hälfte des südlichen Himmels mithilfe von Fotoplatten, die mit dem inzwischen im Ruhestand befindlichen ESO-Schmidt-Teleskop aufgenommen wurden. Diese Platten wurden bei Hamburger Sternwarte digitalisiert.
[2]: Die Astronomen sind Heinz Edelmann (Dr. Remeis-Sternwarte von der Universität Erlangen-Nürnberg, jetzt an der Universität von Texas, Austin, USA), Ralf Napiwotzki (Zentrum für Astrophysikforschung, Universität Hertfordshire, Großbritannien) , Uli Heber (Dr. Remeis-Sternwarte der Universität Erlangen-Nürnberg), Norbert Christlieb und Dieter Reimers (Hamburger Sternwarte, Deutschland).
Originalquelle: ESO-Pressemitteilung
