Hubble oppdager «galloperende» stjerner

Astronomer ved NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) har med hjelp av romteleskopet Hubble oppdaget en ny type stjerner som er lyssterke og fyker gjennom rommet i så høy hastighet at det dannes lysende sjokkbølger rundt dem. Astronomene tittet egentlig etter pre-planetariske tåker, aldrende stjerner som er i ferd med å skyve fra seg sine ytre lag slik at de blir lysende planetarisk tåke, men snublet i stedet over disse lynraske stjernene.

Fire av de nye lynraske stjernene som er oppdaget ved hjelp av romteleskopet Hubble. Bilde: NASA, ESA, and R. Sahai (NASA/Jet Propulsion Laboratory)

Astronomene var i ferd med å studere 35 objekter som romteleskopet IRAS (Infrared Astronomical Satellite) hadde observert lyskilder i infrarødt, da de fant 14 stjerner på flukt gjennom Melkeveien. De brukte et av kameraene ombord Hubble (Advanced Camera for Surveys). Oppdagelsen kom som en overraskelse, siden det ikke var slike stjerner astronomene så etter i det hele tatt.

Sjokkbølgene, som er godt synlig på bildene, oppstår når solvinden til stjernene treffer den interstellare gassen. Fenomenet ligner på sjokkbølgen man ser rundt en båt når den beveger seg framover i vannet. De fleste stjerner produserer en kraftig solvind når de er veldig unge og når de er veldig gamle. Kun veldig massive stjerner (med masse over ti ganger så stor som vår sol) har kraftig solvind hele livet igjennom. Dermed kan astronomene gjøre et grovt estimat av alderen til stjernene ved å se på solvinden. De tror at stjernene er unge, med bare noen millioner av år bak seg (til sammenlikning så er vår sol er ca. 4,5 milliarder år gammel).

Stjernene ser ikke ut til å være spesielt massive siden de ikke har lysende skyer med ionisert gass rundt seg. De er mellomstore med masser fra noen få til åtte ganger solmassen. Stjernene er heller ikke gamle, fordi gamle, døende stjerner har veldig annerledes tåker rundt seg. I tillegg finner man nesten aldri gamle stjerner i tette interstellare skyer slik som disse stjernene er observert i.

Avhengig av avstanden mellom stjernene og Jorden, kan sjokkbølgene være fra 100 millarder til 100.000 milliarder kilometer brede (tilsvarende 17 til 170 solsystem-diametere, målt ut til Neptuns bane). Baugsjokkene gir en indikasjon på at stjernene beveger seg fort, mer enn 180.000 kilometer i timen, i forhold til den tette gassen de flyr igjennom. Dette er ca. fem ganger fortere enn normale, unge stjerner.

Mest sannsynlig ble stjernene "sparket" ut av sine opprinnelige hjem i massive stjernehoper. Det er to mulige måter dette kan ha skjedd på. Den første er hvis en av stjernene i et dobbeltstjernesystem eksploderte i en supernova og den andre dermed ble sparket ut av eksplosjonen. Den andre muligheten er en kollisjon mellom to dobbelstjernesystemer eller mellom et dobbeltstjernesystem og en tredje stjerne. Det er da ikke snakk om en kollisjon hvor stjernene treffer hverandre, men en "gravitasjonell kollisjon" hvor stjernene kommer så nær hverandre at den ene stjernen blir slynget ut på grunn av gravitasjonskreftene.

Hvis man antar at stjernenes unge fase hvor de har sterke solvind bare varer i rundt en million år og at de reiser med en hastighet på 180000 km/t, så har stjernene reist rundt 160 lysår fra stjernehopen de ble født i.

Slike "galopperende" stjerner har blitt observert tidligere. IRAS oppdaget noen lignende objekter på slutten av 80-tallet. Men de stjernene som IRAS observerte hadde mye større baugsjokk enn de stjernene som Hubble nå har oppdaget. Dette tyder på at IRAS sine stjerner var mye mer massive med kraftigere solvinder. Stjernene som Hubble har oppdaget er antakeligvis samme type stjerner men de er mest sannsynlig et utvalg med lavere masse og/eller lavere hastigheter. Astronomene tror nå at de massive stjernene observert med IRAS bare var toppen av isfjellet og at de nye observasjonene gjort med Hubble viser hoveddelen av populasjonen siden stjerner med lav masse er vanligere enn stjerner med høy masse. Det er også sannsynlig at det er flere stjerner som har de mer moderate hastighetene til de nyoppdage stjernene enn de ekstreme hastighetene til stjernene som IRAS oppdaget.

Grunnen til at disse stjernene ikke har blitt oppdaget i særlig grad tidligere er at de er vanskelige å finne. Man kan ikke forutse hvor de kommer til å være, siden de slynges ut av kulehopene i vilkårlige retninger og med varierende hastigheter. Dermed er alle oppdagelsene av dem gjort tilfeldig, inkludert de 14 som nå ble funnet med Hubble.

Et av de store spørsmålene som astronomene nå ønsker å finne svar på er hvilken effekt sjokkbølgene fra stjernene har på gasskyene de reiser igjennom. Har det ingen betydning, eller vil de sterke solvindene fra disse stjernene "vispe opp" skyene slik at de vil bruke lenger tid på å danne nye stjerner? Astronomene vil nå se enda grundigere på bildene i tillegg til nye studier hvor de håper på å finne flere lignende stjerner, for blant annet å kunne svare på dette spørsmålet.

By Silje Bjølseth
Published Aug. 10, 2012 3:12 PM - Last modified Aug. 21, 2012 3:59 PM