Sebuah bintang yang baru ditemukan bergerak cukup cepat untuk melarikan diri dari Bima Sakti

Berlangganan buletin Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan menarik, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
—

Sebuah objek yang terlihat dengan bantuan ilmuwan warga bergerak sangat cepat melalui Bima Sakti sehingga bisa lepas dari gravitasi galaksi dan mencapai ruang antargalaksi, demikian temuan penelitian baru.

Objek ini kemungkinan besar adalah bintang merah redup dan bergerak dengan kecepatan 1,3 juta mil per jam (600 kilometer per detik). Sebagai perbandingan, Matahari mengorbit Bima Sakti dengan kecepatan 450.000 mil per jam (200 kilometer per detik).

Jika dikonfirmasi, objek ini akan menjadi bintang bermassa rendah dan berkecepatan tinggi pertama yang diketahui, menurut tim astronom dan ilmuwan warga yang studinya telah diterima untuk dipublikasikan di Surat Jurnal Astrofisika.

Roman Gerasimov, salah satu penulis studi dan rekan postdoctoral di Departemen Fisika dan Astronomi di Universitas Notre Dame, mengatakan bahwa jumlah bintang bermassa rendah jauh lebih banyak daripada bintang bermassa tinggi karena pembentukan bintang menyukai benda bermassa rendah dan bintang dengan massa lebih besar memiliki masa hidup lebih pendek. Namun bintang bermassa rendah lebih sulit dideteksi karena lebih dingin dan kurang terang.

Bintang berkecepatan tinggi, yang pertama Keberadaannya didalilkan pada tahun 1988 Dia mengatakan bahwa fosil-fosil yang ditemukan pada tahun 2005 ini sudah sangat langka, itulah yang menjadikan penemuan baru ini “sangat menarik”.

Relawan berpartisipasi dalam sebuah proyek yang disebut Dunia Halaman Belakang: Planet 9 Bintang yang pertama kali ditemukan diberi nama CWISE J124909.08+362116.0, atau disingkat J1249+36. Para peneliti yang berpartisipasi dalam proyek ini berupaya menemukan bukti keberadaan objek yang belum ditemukan atau dunia virtual besar, yang disebut Planet Sembilan, di “halaman belakang tata surya” di luar Neptunus.

Peserta Backyard Worlds mencari pola dan anomali dalam gambar dan data yang dikumpulkan oleh misi Penjelajah Survei Inframerah Bidang Lebar NASA, yang memetakan langit menggunakan cahaya inframerah dari tahun 2009 hingga 2011. (Badan antariksa telah menetapkan kembali misi tersebut sebagai Objek Dekat Bumi Penjelajah Survei Inframerah Wide-field pada tahun 2013 untuk mengamati asteroid dan komet dekat Bumi sebelum ditutup sepenuhnya pada 8 Agustus).

Bintang J1249+36 menarik perhatian para ilmuwan saat melihat data beberapa tahun lalu karena bintang tersebut bergerak dengan kecepatan sekitar 0,1% kecepatan cahaya, menurut penulis penelitian.

“Saya tidak bisa menggambarkan tingkat kegembiraannya. Ketika saya pertama kali melihat betapa cepatnya pergerakannya, saya yakin hal itu pasti sudah dilaporkan,” kata rekan penulis studi Martin Kabatnik, seorang ilmuwan warga dari Nuremberg, Jerman, dalam sebuah pernyataan. .

Pengamatan selanjutnya melalui beberapa teleskop membantu memfokuskan objek dan mengkonfirmasi penemuan tersebut.

“Di sinilah sumbernya menjadi sangat menarik, karena kecepatan dan lintasannya menunjukkan bahwa ia bergerak cukup cepat untuk melarikan diri dari Bima Sakti,” kata Adam Burgasser, penulis utama studi tersebut dan profesor astronomi dan astrofisika di UC San Diego. dalam sebuah pernyataan.

Awalnya, massa bintang yang rendah membuatnya sulit untuk diklasifikasi, sehingga para astronom bertanya-tanya apakah bintang tersebut merupakan bintang bermassa rendah atau katai coklat, benda angkasa yang bukan merupakan bintang atau planet.

Katai coklat lebih besar dari planet tetapi tidak sebesar bintang, dan ilmuwan yang bekerja di Backyard Worlds Project telah menemukan lebih dari 4.000 katai coklat.

Tapi tak satu pun dari katai coklat itu yang melaju di jalur yang bisa membawa mereka keluar dari galaksi seperti… Bintang hipercepat ‘pelarian’ Hal ini telah diamati oleh para astronom dalam dua dekade terakhir.

Para astronom telah mengamati J1249+36 menggunakan teleskop berbasis darat, termasuk Observatorium WM Keck di Mauna Kea di Hawaii dan teleskop Pan-STARRS Institut Astronomi Universitas Hawaii di gunung berapi Haleakala di Maui.

Data dari spektograf inframerah dekat Observatorium Keck menunjukkan bahwa bintang tersebut merupakan bintang subkerdil kelas L, atau bintang dengan massa jauh lebih rendah dan suhu lebih dingin dibandingkan Matahari. Bintang subdwarf dingin adalah bintang tertua di galaksi.

Data teleskop mencerminkan bahwa bintang potensial tersebut memiliki konsentrasi logam yang lebih rendah, seperti besi, dibandingkan bintang lain atau katai coklat.

Dengan menggabungkan data dari beberapa teleskop, para astronom menentukan posisi dan kecepatan bintang di ruang angkasa, sehingga mereka dapat memperkirakan bahwa bintang tersebut akan muncul dari Bima Sakti suatu saat nanti.

Namun masih ada pertanyaan tentang sifat sebenarnya dari makhluk ini.

“Saya menghitung massa benda ini dan menemukan bahwa massanya setara dengan sekitar 8% massa Matahari dengan membandingkan sifat pengamatannya dengan simulasi komputer evolusi bintang,” kata Gerasimov massanya, dan mungkin saja massa benda tersebut sedikit lebih kecil.” “Dari titik ini, artinya benda tersebut bukanlah bintang melainkan katai coklat.”

Penulis penelitian mengatakan bahwa menemukan lebih banyak rincian tentang objek ini dapat membantu para astronom menentukan apakah objek tersebut mewakili kelompok objek yang lebih luas, berkecepatan tinggi, bermassa rendah, yang telah mengalami percepatan ekstrim.

Memahami sifat aslinya juga dapat membantu mereka menentukan kapan dia akan meninggalkan galaksi. Sebelumnya, para astronom melihat lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti memberikan tendangan cepat ke sebuah bintang yang akan meninggalkan galaksi selamanya dalam waktu sekitar 100 juta tahun.

Para peneliti percaya ada dua kemungkinan skenario yang menempatkan J1249+36 pada jalur cepatnya.

Tim peneliti mengatakan bahwa bintang tersebut kemungkinan besar akan menjadi pendamping bintang katai putih, yang merupakan inti sisa dari bintang mati yang telah mengeluarkan gas yang berfungsi sebagai bahan bakar nuklirnya. Pada pasangan bintang ini, jika kedua bintang berdekatan, katai putih akan menarik massa menjauh dari bintang pendampingnya dan menciptakan ledakan yang disebut nova. Ketika katai putih mengumpulkan terlalu banyak massa, ia akan runtuh dan meledak dalam supernova.

“Dalam supernova jenis ini, katai putih hancur total, sehingga pendampingnya terlepas dan terbang menjauh dengan kecepatan orbit yang sama dengan kecepatan awalnya, ditambah sedikit tendangan dari ledakan supernova juga,” kata Burgasser. “Perhitungan kami menunjukkan bahwa skenario ini berhasil. Namun, katai putih sudah tidak ada lagi dan sisa-sisa ledakan, yang mungkin terjadi beberapa juta tahun lalu, telah menghilang, jadi kami tidak memiliki bukti konklusif bahwa ini adalah asal usulnya.”

Kemungkinan lainnya adalah J1249+36 terletak di gugus bola, atau sekelompok bintang yang berbentuk bola rapat. Para astronom memperkirakan adanya lubang hitam dengan massa berbeda di pusat gugus tersebut. Lubang hitam dapat membentuk pasangan biner yang dapat mengeluarkan bintang mana pun yang berada terlalu dekat dengannya.

“Ketika sebuah bintang bertemu dengan biner lubang hitam, dinamika kompleks dari interaksi rangkap tiga ini dapat mengeluarkan bintang tersebut dari gugus bola,” Kyle Kramer, rekan penulis studi dan asisten profesor di Departemen Astronomi dan Astrofisika di UC San Diego, mengatakan dalam sebuah pernyataan.

Kramer menjalankan simulasi dan menemukan bahwa interaksi antara tiga objek dapat mengeluarkan bintang katai bermassa rendah dari sebuah cluster dan menempatkannya pada jalur yang mirip dengan J1249+36.

“Ini membuktikan konsep tersebut, tapi kita sebenarnya tidak tahu di gugus globular mana bintang ini berada,” kata Kramer.

Yang menarik bagi Gerasimov adalah gagasan bahwa objek tersebut dikeluarkan dari gugus bola karena gugus tersebut berisi bintang-bintang yang berusia lebih dari 13 miliar tahun.

“Komposisi kimia dan distribusi massa bintang dalam gugus globular mencerminkan langkah pertama dalam pembentukan dan evolusi galaksi kita. Namun, hampir semua yang kita ketahui tentang gugus globular berasal dari studi terhadap anggota bermassa lebih tinggi karena bintang bermassa rendah dan berwarna coklat kerdil sulit untuk diamati,” katanya.

Teleskop Luar Angkasa James Webb baru-baru ini memungkinkan para astronom untuk mengidentifikasi katai coklat pertama dalam gugus bola, yang memiliki massa serupa dengan objek tersebut. Namun contoh-contoh yang ada sejauh ini terlalu sedikit untuk mencapai pemahaman yang lebih luas.

“Namun, kehadiran bintang berkecepatan sangat tinggi ini, jika memang merupakan bekas anggota gugus globular, membuka cara baru untuk mempelajari anggota gugus bermassa rendah dengan mencari bintang yang telah terlontar dan bergerak dengan kecepatan tinggi. lingkungan Matahari,” kata Gerasimov. “Karena kami dapat menemukan satu contoh, kemungkinan besar akan ada lebih banyak contoh yang dapat ditemukan di masa mendatang.”

Menelusuri jalur yang diambil J1249+36 sejauh ini ke arah yang berlawanan dapat mengarah pada penemuan bagian langit malam yang ramai di mana gugus-gugus yang belum ditemukan sedang menunggu untuk ditemukan, kata para peneliti.

Kini, para ilmuwan berharap dapat mempelajari lebih banyak petunjuk dari komposisi unsur bintang tersebut, yang dapat membantu menjelaskan bagaimana ia bisa berada di jalur yang jauh dari Bima Sakti.

Ketika katai putih meledak, mereka menciptakan unsur-unsur berat yang dapat ditemukan di sekitar J1249+36. Demikian pula, bintang-bintang dalam gugus bola di seluruh Bima Sakti memiliki pola elemen berbeda yang berfungsi sebagai kartu identifikasi asal usulnya.

“Kami pada dasarnya mencari tanda kimia yang dapat mengidentifikasi sistem mana yang dimiliki bintang ini,” kata Gerasimov.