Astronomen hebben een paar excentrieke ballen gevonden in de randen van ons sterrenstelsel. De sterren in kwestie zijn een binair paar en de twee metgezellen bewegen veel sneller dan alles in dat deel van de melkweg zou moeten zijn. De ontdekking werd op 11 april 2016 gerapporteerd in een paper in de Astrophysical Journal Letters.
Het binaire systeem heet PB3877 en op 18.000 lichtjaar afstand van ons is het niet bepaald in onze buurt. Het is voorbij de Scutum-Centaurus-arm, voorbij de Perseus-arm en zelfs de buitenarm, in een gebied dat de galactische halo wordt genoemd. Deze dubbelster heeft ook de hoge metalliciteit van jongere sterren, in plaats van de lage metalliciteit van de oudere sterren die de buitenste delen bevolken. Dus PB3877 is een puzzel, dat is zeker.
PB3877 is wat een Hyper-Velocity Star (HVS) of schurkenster wordt genoemd, en hoewel astronomen andere HVS's hebben gevonden, meer dan twintig, is dit de eerste binaire die is gevonden. Het paar bestaat uit een hete sub-dwerg primaire ster die meer dan vijf keer heter is dan de zon, en een koelere metgezel die ongeveer 1000 graden koeler is dan de zon.
Hyper-Velocity-sterren zijn snel en kunnen snelheden bereiken tot wel 1198 km. per seconde (2,7 miljoen mijl per uur) misschien sneller. Met die snelheid konden ze de afstand van de aarde naar de maan in ongeveer 5 minuten overbruggen. Maar wat raadselachtig is aan deze dubbelster is niet alleen de snelheid en het binaire karakter, maar de locatie.
Hyper-Velocity-sterren zelf zijn zeldzaam, maar PB3877 is nog zeldzamer vanwege de locatie. Normaal gesproken moeten supersnelle sterren dicht genoeg bij het enorme zwarte gat in het centrum van een sterrenstelsel zijn om hun ongelooflijke snelheden te bereiken. Een ster kan naar het zwarte gat worden getrokken, versneld door de niet aflatende trekkracht van het gat, en dan slingerend geschoten op weg naar buiten de melkweg. Dit is dezelfde actie die ruimtevaartuigen kunnen gebruiken wanneer ze zwaartekrachthulp krijgen door dicht bij een planeet te reizen.
Deze video laat zien hoe sterren kunnen versnellen wanneer hun baan hen dichtbij de superzware zwarte gaten in het centrum van de Melkweg brengt.
Maar het traject van PB3877 laat astronomen zien dat het niet kan zijn ontstaan nabij het centrum van de melkweg. En als het was uitgeworpen door een ontmoeting met het zwarte gat, hoe had het dan kunnen overleven met zijn intacte binaire aard? De enorme aantrekkingskracht van het zwarte gat zou de binaire relatie tussen de twee sterren in PB3877 zeker hebben vernietigd. Iets anders heeft het tot zo'n hoge snelheid versneld, en astronomen willen weten wat dat precies deed en hoe het zijn binaire karakter behield.
Behoudens een nauwe ontmoeting met het supergrote zwarte gat in het centrum van de Melkweg, zijn er een paar andere manieren waarop PB3877 tot zo'n hoge snelheid had kunnen worden versneld.
Een van die manieren is een geweldige interactie of botsing. Als twee sterren met de juiste vectoren zouden reizen, zou een botsing tussen hen een van hen energie kunnen geven en deze tot supersnelheid kunnen drijven. Denk aan twee poolballen op een pooltafel.
Een andere mogelijkheid is een supernova-explosie. Het is mogelijk dat een van de sterren in een binair paar supernova wordt en zijn metgezel met hoge snelheden uitwerpt. Maar in deze gevallen, ofwel een stellaire botsing of een supernova, zou het precies goed moeten komen. En geen van beide mogelijkheden verklaart hoe een breed binair systeem als dit intact zou kunnen blijven.
Fraser Cain werpt meer licht op Hyper-Velocity Stars of Rogue Stars in deze video.
Er is nog een andere mogelijkheid, en het gaat om donkere materie. Dark Matter lijkt op de loer te liggen bij elke discussie over iets onverklaarbaars, en dit is een goed voorbeeld. De onderzoekers denken dat er rond het binaire paar een enorme cocon of halo van Dark Matter kan zijn, waardoor hun binaire relatie intact blijft.
Wat betreft waar de dubbelster PB3788 vandaan kwam, zoals ze in de conclusie van hun paper zeggen: "We concluderen dat het binaire getal ofwel in de halo is gevormd of door de Melkweg is opgelopen uit het getijdenpuin van een dwergstelsel." En hoewel de bron van de formatie van deze ster een intrigerende vraag is, en onderzoekers plannen vervolgonderzoek om de uitwerpingsmogelijkheid van supernova te verifiëren, is de mogelijke relatie met Dark Matter ook intrigerend.
