Ein Schurkenstern ist einer, der der Anziehungskraft seiner Heimatgalaxie entkommen ist. Diese Sterne driften durch den intergalaktischen Raum und werden daher manchmal als intergalaktische Sterne bezeichnet. Manchmal, wenn ein Schurkenstern aus seiner Galaxie ausgestoßen wird, zieht er sein binäres Paar für die Fahrt mit sich.
Astronomen glauben, dass die meisten Sterne in binären Beziehungen leben, in denen zwei Sterne sich gegenseitig umkreisen oder einen gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen. Die Doppelsterne müssen keine Sterne wie unsere Sonne sein. Sie können exotischere Sternobjekte wie Neutronensterne sein. Eine neue Studie, die auf Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA basiert, zeigt eine Reihe dieser Paare und wie sie ausgeworfen wurden.
"Es ist wie bei einem Gast, der gebeten wird, eine Party mit einem lauten Freund zu verlassen."
Xiangyu Jin, Hauptautor, McGill University
Der Hauptautor der Studie ist Xiangyu Jin von der McGill University in Montreal, Kanada. Das Papier heißt „Chandra-Detektion von Intra-Cluster-Röntgenquellen in Fornax“ und ist im Astrophysical Journal veröffentlicht. Wie der Titel schon sagt, konzentrierte sich das Team auf den Fornax-Galaxienhaufen, eine Region etwa 60 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
Das Team fand ungefähr 30 Röntgenquellen in der Fornax-Region, die sich außerhalb einer Galaxie zu befinden scheinen. Es handelt sich wahrscheinlich um Sternpaare, die aus ihren Galaxien ausgestoßen wurden. Wie passiert das?
Eine Erklärung sind Supernovae-Explosionen und Neutronensterne.
Wenn ein Stern mit ausreichender Masse das Ende seines Fusionslebens erreicht, explodiert er als Supernova. Diese Explosion hinterlässt einen Neutronenstern. Abhängig von den Umständen ist diese Explosion ungleichmäßig und der Rückstoß kann den Neutronenstern aus seiner Galaxie rasen lassen. Und es kann seinen binären Partner mitziehen.
"Es ist wie bei einem Gast, der gebeten wird, eine Party mit einem lauten Freund zu verlassen", sagte Jin. "Der Begleitstern in dieser Situation wird aus der Galaxie gezogen, einfach weil er sich im Orbit mit dem Stern befindet, der zur Supernova wurde."
Diese Schurken-Binärdateien sind schwer zu erkennen, aber es gibt einen Weg. Wenn das Paar nahe genug beieinander liegt, beginnt das massereichere, sich von dem anderen zu ernähren, Materie darauf zu ziehen und eine gasförmige Scheibe zu bilden. Dabei beginnt sich die Materie immer schneller um den größeren Stern zu drehen. Reibung erwärmt dann die Materie und die Gasscheibe erwärmt sich auf zig Millionen Grad. Dann sendet es Röntgenstrahlen aus, die das Chandra-Observatorium gut sehen kann.
Das Team verwendete 15 Tage Chandra-Beobachtungen über mehrere Jahre und konnte in Kombination mit optischen Beobachtungen bestätigen, dass sich die 30 Röntgenquellen in keiner der Galaxien im Fornax-Cluster befinden und tatsächlich Schurkensterne sind.
"Anstatt an eine bestimmte Galaxie gebunden zu sein, existieren diese Sternpaare jetzt im Raum zwischen Galaxien oder sind auf dem Weg aus ihrer Heimatgalaxie", sagte Co-Autor Meicun Hou von der Universität Nanjing in China.
Allerdings wurden nicht alle treibenden Schurkensterne aus ihrer Heimatgalaxie vertrieben. Das Team fand auch weitere 150 Röntgenquellen, die sich außerhalb einer galaktischen Grenze befinden. Sie können sich in der Ferne des Halos befinden, der den Fornax-Cluster umgibt.
Anstatt aufgrund von Supernovae-Explosionen vertrieben zu werden, waren sie möglicherweise Opfer enger galaktischer Begegnungen. Wenn zwei Galaxien kollidieren oder nahe genug beieinander liegen, werden einige Röntgenbinärdateien durch die Gravitation gestört und in den intergalaktischen Raum hinausfliegen. Oder sie könnten Überreste einer Galaxie sein, die durch eine dieser galaktischen Begegnungen von Sternen befreit wurde.
"Dies ist wie das Ende einer Party, bei der die Teilnehmer in verschiedene Richtungen aufbrechen und nur die Gastgeber zurückbleiben", sagte Co-Autor Zhenlin Zhu, ebenfalls von der Universität Nanjing. "Im Fall von Fornax ist der Extremfall, dass die ursprünglichen Galaxien nicht mehr wirklich existieren."
Die Chandra-Beobachtungen in dieser Studie beliefen sich auf 15 Tage, sodass das Team 1.177 Röntgenquellen in ihrer Suchregion entdecken konnte, die 29 Galaxien im Fornax-Cluster abdeckt. Das Team schätzte, wie viele dieser Quellen wahrscheinlich zu Galaxien im Cluster gehören und wie viele weit entfernte Quellen nicht im Cluster enthalten sind. Damit blieben ihnen etwa 180 Quellen, die sich weit außerhalb der Hauptsternregionen der Galaxien im Cluster befanden.
"Obwohl wir sehr aufgeregt sind über das, was wir gefunden haben, deuten unsere Daten darauf hin, dass es möglicherweise noch viel mehr dieser vertriebenen Binärdateien gibt, die zu schwach sind, um in den Chandra-Daten gesehen zu werden", sagte Co-Autor Zhiyuan Li, ebenfalls von der Universität Nanjing. "Wir werden längere Chandra-Beobachtungen benötigen, um diese Population schwächerer Quellen zu entdecken."
