Astronomen analyseren 214 weggelopen O-type sterren in de Melkweg met Gaia-gegevens

Recent onderzoek naar massieve sterren die uit het vlak van ons sterrenstelsel zijn geslingerd, de zogenaamde 'weggelopen sterren' (runaway stars), heeft nieuwe inzichten opgeleverd. Een gedetailleerde analyse van 214 sterren van spectraalklasse O heeft de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor hun extreme snelheden ten opzichte van hun geboorteplaats verder verduidelijkt. De resultaten van dit omvangrijke onderzoek zijn officieel gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy & Astrophysics. De coördinatie van het project lag in handen van het Instituut voor Kosmische Wetenschappen (ICCUB) van de Universiteit van Barcelona in Spanje.

Het onderzoek maakte gebruik van de uiterst nauwkeurige kinematische gegevens van de Gaia-missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA). Met een steekproef van 214 O-type sterren, waarbij parameters zoals rotatiesnelheid en binariteit werden geanalyseerd, vormt dit de grootste dataset in zijn soort tot nu toe. Een opmerkelijke ontdekking was de identificatie van twaalf weggelopen dubbelstersystemen, waarvan er zes worden beschouwd als mogelijke dragers van compacte objecten, zoals kleine zwarte gaten. Naast het ICCUB waren ook het Instituut voor Ruimtevaartstudies van Catalonië (IEEC) en het Instituut voor Astrofysica van de Canarische Eilanden (IAC) betrokken, onder leiding van onderzoeker Mar Carretero-Castrillo.

Door de verzamelde gegevens grondig te bestuderen, kon het team conclusies trekken over de dominante uitstootmechanismen van deze hemellichamen. Het bleek dat het merendeel van de weggelopen sterren een langzame rotatie vertoont en solitair door de ruimte beweegt, wat sterk wijst op een gravitationele uitstoting uit dichte sterrenhopen. Dit proces wordt ondersteund door de theorie dat bolvormige sterrenhopen — compacte groepen sterren in de buitenste halo van de Melkweg — individuele sterren gravitationeel kunnen versnellen tot uitzonderlijk hoge snelheden.

Aan de andere kant kregen de sneller roterende weggelopen sterren hun krachtige impuls waarschijnlijk door een supernova-explosie binnen een dubbelstersysteem. Dit bevestigt de hypothese die de Nederlandse astronoom Adriaan Blaauw in 1961 formuleerde: het ontploffen van een begeleidende ster in een paar kan de overgebleven ster met enorme kracht de ruimte in 'schieten'. De identificatie van potentiële dragers van zwarte gaten binnen deze weggelopen binarie systemen biedt nu concrete doelen voor toekomstig observatieonderzoek met geavanceerde telescopen.

Dit wetenschappelijke werk is van fundamenteel belang voor het begrijpen van de stellaire dynamica en de algehele evolutie van ons sterrenstelsel. Weggelopen sterren transporteren namelijk zware elementen en energie ver weg van hun oorspronkelijke vormingsgebieden, waardoor ze een significante invloed uitoefenen op de interstellaire materie. De Gaia-missie, gelanceerd door de ESA op 19 december 2013, heeft met haar ongekende precisie in het meten van parallaxen en snelheden de basis gelegd voor dit type diepgaand onderzoek.

In de context van eerdere wetenschappelijke inspanningen op dit gebied werden al 106 weggelopen O-type sterren en 69 Be-type sterren geïdentificeerd. Hierbij viel op dat de O-type sterren over het algemeen hogere snelheden vertoonden dan hun tegenhangers. De huidige bevindingen onderstrepen de complexiteit van de Melkweg en de gewelddadige processen die erin plaatsvinden, waarbij de combinatie van moderne ruimtetechnologie en klassieke astronomische theorieën leidt tot een scherper beeld van de migratie van massieve sterren door de kosmos.