Estrella expulsada de la galaxia
Investigadores de la UM confirman una estrella masiva hiper-fugitiva expulsada del Disco de la Vía Láctea
Una estrella de rápido movimiento puede haber sido expulsada del disco estelar de la Vía Láctea por un grupo de estrellas jóvenes, según investigadores de la Universidad de Michigan que dicen que la estrella no se originó en el centro de la galaxia, como se creía anteriormente por los astrónomos.
"Este descubrimiento cambia dramáticamente nuestra opinión sobre el origen de las estrellas en rápido movimiento", dijo Monica Valluri, profesora de investigación en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Literatura, Ciencia y Artes de la U-M. "El hecho de que la trayectoria de esta estrella masiva de movimiento rápido se origine en el disco en lugar de en el centro galáctico indica que los entornos muy extremos necesarios para expulsar estrellas de movimiento rápido pueden surgir en lugares que no sean alrededor de agujeros negros supermasivos".
La producción de una estrella en rápido movimiento requiere mucha energía, que generalmente se encuentra en ambientes extremos, dijo Valluri.
La Vía Láctea contiene decenas de miles de millones de estrellas, la mayoría de las cuales se distribuyen en una estructura similar a una pizza llamada disco estelar. En 2005, los astrónomos descubrieron estrellas en rápido movimiento que se mueven más de dos veces más rápido que la mayoría de las otras estrellas: más de 1 millón de millas por hora, o 500 kilómetros por segundo (310 millas / segundo), en comparación con el resto de la galaxia donde Las estrellas tienen un promedio de algo más de 200 km / s (124 millas / segundo).
Hasta el momento, se han descubierto menos de 30 de estas estrellas extremadamente rápidas (generalmente llamadas "estrellas de hipervelocidad").
Cuando las estrellas binarias, un par de estrellas que se orbitan entre sí mientras se mueven a través de una galaxia, se acercan demasiado a un agujero negro, captura una de las estrellas binarias, y la otra se lanza en una "honda gravitacional". Para producir los tipos de velocidades que los astrónomos miden para las estrellas de hipervelocidad, el agujero negro tiene que ser muy masivo.
Debido a que existe evidencia de que hay un agujero supermasivo en el centro de la Vía Láctea, muchos astrónomos creen que la mayoría de las estrellas de hipervelocidad fueron expulsadas por este agujero negro supermasivo.
Valluri y el investigador postdoctoral de la UM, Kohei Hattori, estaban interesados en rastrear la trayectoria de LAMOST-HVS1, una estrella masiva de rápido movimiento que está más cerca del Sol que cualquier otra estrella de hipervelocidad, para señalar dónde se expulsó la Vía Láctea. Usaron uno de los telescopios de Magallanes en Chile para determinar la distancia y la velocidad de la estrella.
Luego, Hattori se unió a un grupo de científicos internacionales que se congregaron en Nueva York el año pasado para participar en un hackathon para descargar, compartir y analizar datos de la misión espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, una misión de astrometría espacial para hacer el tridimensional más grande y preciso. Mapa de la Vía Láctea.
Utilizando la ubicación actual y la velocidad actual de la estrella derivada de Gaia y Magellan, los astrónomos pudieron rastrear su trayectoria u órbita. Para su sorpresa, parece que la estrella fue expulsada del disco estelar, y no del centro de la Vía Láctea.
"Pensamos que esta estrella venía del centro galáctico. Pero si miras su trayectoria, está claro que no está relacionado con el centro galáctico, dijo Hattori. "Tenemos que considerar otras posibilidades para el origen de la estrella".
Los autores teorizan que la expulsión de esta estrella masiva del disco estelar puede ser el resultado de que la estrella experimente un encuentro cercano con múltiples estrellas masivas o un agujero negro de masa intermedia en un cúmulo de estrellas.
Aunque se han conocido estrellas masivas fuera de control que se han expulsado de cúmulos de estrellas con velocidades de 40-100 km / s (25-62 millas / segundo) durante mucho tiempo, no se ha observado ninguna con la velocidad de eyección extrema necesaria para explicar el LAMOST -HVS1. Los modelos teóricos para estrellas fugitivas que incluyen estrellas masivas múltiples rara vez producen velocidades tan extremas, lo que sugiere una posibilidad más exótica: un agujero negro de masa intermedia.
La trayectoria calculada de la estrella se origina en una ubicación en el brazo espiral de Norma que no está asociada con cúmulos de estrellas masivas conocidas anteriormente. Sin embargo, si este hipotético cúmulo de estrellas existe, puede ocultarse detrás del polvo en el disco estelar. Si se encuentra, brindaría la primera oportunidad de descubrir directamente un agujero negro de masa intermedia en el disco estelar de la Vía Láctea.
Además, el hecho de que esta estrella pueda ser expulsada de un cúmulo masivo en el disco estelar sugiere la posibilidad de que muchas otras estrellas en rápido movimiento también puedan haber sido expulsadas de tales cúmulos estelares, dicen los investigadores.
Se sabe que tanto la Vía Láctea como la Gran Nube de Magallanes (una pequeña galaxia separada, que orbitan alrededor de la Vía Láctea) tienen algunos cúmulos de estrellas masivas que podrían ser importantes expulsores de estrellas en rápido movimiento, contrariamente a la opinión ampliamente aceptada de que fueron expulsadas por las interacciones Con los agujeros negros centrales en una de estas galaxias.
Según los investigadores, esto también conduciría a nuevos conocimientos sobre las interacciones de las estrellas y la posible formación de agujeros negros de masa intermedia en los cúmulos de estrellas.
Además de Valluri y Hattori, los autores incluyeron a Guillaume Mahler de U-M; Norberto Castro de la UM y el Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, Alemania; Ian Roederer de UM y el Instituto Conjunto de Astrofísica Nuclear-Centro para la Evolución de los Elementos; y Gourav Khullar del Instituto Kavli de Física Cosmológica de la Universidad de Chicago.
Sus hallazgos se publican en la edición actual de Astrophysical Journal.
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