Hvorfor er det mærkeligt, metallisk stjerne suser ud af Mælkevejen?

Omkring 2, 000 lysår væk fra Jorden, der er en stjerne, der katapulterer mod kanten af ​​Mælkevejen. Denne særlige stjerne, kendt som LP 40−365, er en af ​​en unik race af hurtigt bevægende stjerner - reststykker af massive hvide dværgstjerner - der har overlevet i bidder efter en gigantisk stjerneeksplosion.

"Denne stjerne bevæger sig så hurtigt, at den næsten helt sikkert forlader galaksen ... [den] bevæger sig næsten to millioner miles i timen, " siger JJ Hermes, Boston University College of Arts &Sciences assisterende professor i astronomi. Men hvorfor skynder dette flyvende objekt ud af Mælkevejen? Fordi det er et stykke granatsplinter fra en tidligere eksplosion - en kosmisk begivenhed kendt som en supernova - der stadig bliver drevet fremad.

"At have været igennem delvis detonation og stadig overleve er meget cool og unikt, og det er først i de sidste par år, at vi er begyndt at tro, at den slags stjerne kunne eksistere, " siger Odelia Putterman, en tidligere BU-studerende, der har arbejdet i Hermes' laboratorium.

I et nyt blad udgivet i The Astrophysical Journal Letters , Hermes og Putterman afslører nye observationer om denne tilbageværende "stjernesplint", der giver indsigt til andre stjerner med lignende katastrofal fortid.

Putterman og Hermes analyserede data fra NASAs Hubble Space Telescope og Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), som undersøger himlen og indsamler lysinformation om stjerner nær og fjern. Ved at se på forskellige slags lysdata fra begge teleskoper, forskerne og deres samarbejdspartnere fandt ud af, at LP 40−365 ikke kun bliver slynget ud af galaksen, men baseret på lysstyrkemønstrene i dataene, roterer også på vej ud.

"Stjernen bliver dybest set slynget fra eksplosionen, og vi [observerer] dens rotation på vej ud, " siger Putterman, som er anden forfatter på papiret.

"Vi gravede lidt dybere for at finde ud af, hvorfor den stjerne [gentagne gange] blev lysere og svagere, og den enkleste forklaring er, at vi ser noget på overfladen rotere ind og ud af syne hver niende time, "antyder dens rotationshastighed, siger Hermes. Alle stjerner roterer - selv vores sol roterer langsomt om sin akse hver 27. dag. Men for et stjernefragment, der har overlevet en supernova, ni timer betragtes som relativt langsomme.

Supernovaer opstår, når en hvid dværg bliver for massiv til at støtte sig selv, til sidst udløser en kosmisk detonation af energi. At finde rotationshastigheden for en stjerne som LP 40−365 efter en supernova kan give spor til det originale tostjernede system, den kom fra. Det er almindeligt i universet, at stjerner kommer i tætte par, inklusive hvide dværge, som er meget tætte stjerner, der dannes mod slutningen af ​​en stjernes liv. Hvis den ene hvide dværg giver for meget masse til den anden, stjernen, der bliver dumpet på, kan selvdestruere, resulterer i en supernova. Supernovaer er almindelige i galaksen og kan ske på mange forskellige måder, ifølge forskerne, men de er normalt meget svære at se. Dette gør det svært at vide, hvilken stjerne der imploderede, og hvilken stjerne der dumpede for meget masse på sin stjernepartner.

Baseret på LP 40−365's relativt langsomme rotationshastighed, Hermes og Putterman føler sig mere sikre på, at det er granatsplinter fra stjernen, der selvdestruerede efter at have fået for meget masse af sin partner, da de engang kredsede om hinanden i høj hastighed. Fordi stjernerne kredsede om hinanden så hurtigt og tæt, eksplosionen slyngede begge stjerner, og nu ser vi kun LP 40–365.

"Dette [papir] tilføjer endnu et lag af viden til, hvilken rolle disse stjerner spillede, da supernovaen opstod, "og hvad kan der ske efter eksplosionen, siger Putterman. "Ved at forstå, hvad der sker med denne særlige stjerne, vi kan begynde at forstå, hvad der sker med mange andre lignende stjerner, der kom fra en lignende situation."

"Det er meget mærkelige stjerner, " siger Hermes. Stjerner som LP 40–365 er ikke kun nogle af de hurtigste stjerner kendt af astronomer, men også de mest metalrige stjerner, der nogensinde er opdaget. Stjerner som vores sol er sammensat af helium og brint, men en stjerne, der har overlevet en supernova, er primært sammensat af metalmateriale, fordi "det, vi ser, er biprodukterne af voldsomme nukleare reaktioner, der sker, når en stjerne sprænger sig selv i luften, Hermes siger, gør stjernesplinter som dette særligt fascinerende at studere.