Milchstraße

Der sich am schnellsten drehende Stern der Galaxie

Ein Astronom hat den schnellsten sich drehenden Stern in unserer Galaxie gefunden ... und er ist ein Trottel. Es dreht sich mit einer schwindelerregenden Geschwindigkeit von mindestens 540 Kilometern pro Sekunde. In der Tat, wenn es sich viel schneller drehen würde, würde es sich selbst zerreißen!

Der Stern heißt LAMOST J040643.69+542347.8 , aber nennen wir es kurz J0406. Es befindet sich etwa 30.000 Lichtjahre von uns entfernt am äußeren Rand der Galaxie. LAMOST ist eine in China durchgeführte Himmelsdurchmusterung, die weite Bereiche des Himmels untersucht und niedrigaufgelöste Spektren von astronomischen Objekten aufnimmt. Das heißt, es zerlegt das Licht in Tausende von einzelnen Farbscheiben, die uns wiederum viel über die Eigenschaften des Objekts aussagen können: Wie schnell es sich auf uns zu oder von uns weg bewegt, wie heiß es ist, woraus es besteht und – entscheidend in diesem Fall – wie schnell es sich dreht.

In diesem Fall suchte der Astronom nach einer besonderen Art von Stern, als er bemerkte, dass ein Stern ein seltsames Spektrum hatte, mit ungewöhnlichen Merkmalen, die mit einer schnellen Drehung verbunden waren. Sorgfältige Messungen ergaben, dass der Stern die phänomenale Rotationsgeschwindigkeit von 540 Kilometern pro Sekunde hat.



Das ist schnell . Die Rotation der Sonne an ihrem Äquator beträgt 2 Kilometer pro Sekunde, also dreht sich dieser Stern mit einer Geschwindigkeit 270 mal schneller dann die Sonne!

Der Stern LAMOST J040643.69+542347.8 (Pfeil), der am schnellsten rotierende Stern in der Milchstraße. Bildnachweis: DSS2 / AladinHineinzoomen

Der Stern LAMOST J040643.69+542347.8 (Pfeil), der am schnellsten rotierende Stern in der Milchstraße. Kredit: DSS2 / Aladin

Ich sollte anmerken, dass einige Sterne in einer nahegelegenen Galaxie mit mehr als 600 Kilometern pro Sekunde rotieren, aber J0406 ist der schnellste bekannte Spinner in der Milchstraße. unser Galaxis. [ Hinweis (hinzugefügt um 16:00 UTC 08. Juli 2020) : Mein Kollege Scott Manley weist darauf hin dass sich Neutronensterne auch schneller drehen. Ich habe sie nicht gezählt, weil ich an 'normale' Sterne dachte, solche wie die Sonne, die immer noch Elemente in ihren Kernen verschmelzen; Neutronensterne sind die Kerne massereicher Sterne, die explodiert sind . Sie können sich an ihren Äquatoren fast mit Lichtgeschwindigkeit drehen! Also sollte ich klar sein: J0406 ist der schnellste sich drehende Stern wie die Sonne in der Galaxie.]

J0406 ist das, was wir einen O-Stern nennen, einer der massereichsten und heißesten Sterne, die es gibt. Seine Masse und Größe sind nicht bekannt, aber anständig (obwohl sehr grobe) Schätzung ist, dass es das 20-fache der Masse der Sonne und die 10-fache Größe der Sonne ist. Angesichts dessen würde es bei dieser Geschwindigkeit knapp einen Tag dauern, um sich einmal zu drehen. Die Sonne braucht fast einen Monat! Dieser Stern schwirrt also herum.

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Ein tatsächliches Bild des hellen Sterns Altair, der sich so schnell dreht, dass er abgeflacht oder abgeflacht ist. Bildnachweis: Ming Zhao, University of Michigan

Ein tatsächliches Bild des hellen Sterns Altair, der sich so schnell dreht, dass er abgeflacht oder abgeflacht ist. Kredit: Ming Zhao, University of Michigan

Tatsächlich dreht es sich so schnell, dass die Zentrifugalkraft am Äquator sehr stark ist. Mit den Zahlen spielen (und wieder anerkennen, dass ich die Größe und Masse schätze), die Kraft nach außen durch Spin ist ein wesentlicher Bruchteil der Kraft innere aufgrund der Schwerkraft. Das bedeutet, dass der Stern deutlich abgeflacht sein muss, viel schmaler durch die Pole als über seinen Äquator; was wir Oblaten nennen . Unsere Sonne ist fast eine perfekte Kugel, aber dieser Stern muss wie ein Strandball aussehen, auf dem jemand gesessen hat.

Eine Handvoll schnell rotierender Sterne sind nah und groß genug, um mit speziellen Techniken abgebildet zu werden, und sie sind sichtbar abgeflacht und an ihren Äquatoren dunkler, ein Effekt, der als Gravitationsverdunkelung bezeichnet wird. Bildnachweis: Monnier et al. über CHARAHineinzoomen

Eine Handvoll schnell rotierender Sterne sind nah und groß genug, um mit speziellen Techniken abgebildet zu werden, und sie sind sichtbar abgeflacht und an ihren Äquatoren dunkler, ein Effekt, der als Gravitationsverdunkelung bezeichnet wird. Kredit: Monnier et al. über CHARA

Auch im Spektrum gibt es dafür subtile Hinweise, die darauf hindeuten, dass die Gravitation an den Polen höher ist als am Äquator. Dies verursacht auch einen Effekt namens Schwerkraftverdunkelung : Die höhere Schwerkraft an den Polen verdichtet das Gas dort, erwärmt es und lässt es heller leuchten. Wenn Sie diesem Stern nahe wären, was wäre das für ein Anblick! Eiförmig und in der Mitte dunkler als an den Polen. Seltsam.

Viel schneller kann sich dieser Stern übrigens wahrscheinlich nicht drehen. Wenn dies der Fall wäre, wäre die Kraft nach außen am Äquator stärker als die Schwerkraft, und Material würde wegfliegen. Es würde sich buchstäblich von selbst auseinander spinnen.

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Kunstwerk, das einen Stern darstellt, der sich so schnell dreht, dass er abgeflacht oder abgeflacht ist und Material von seinem Äquator wegschleudert. Bildnachweis: NASA, ESA und G. Bacon (STScI)Hineinzoomen

Kunstwerk, das einen Stern darstellt, der sich so schnell dreht, dass er abgeflacht oder abgeflacht ist und Material von seinem Äquator wegschleudert. Kredit: NASA, ESA und G. Bacon (STScI)

Die Frage ist, wie kam dieser Stern dazu, sich so schnell zu drehen? Die wahrscheinlichste Antwort ist, dass es einen binären Begleiter hat oder hatte, einen anderen Stern, der ihn sehr nahe umkreist. In diesem Fall Gezeiten könnten die beiden Sterne hochdrehen , da die Bahnenergie des Begleiters auf den Stern übertragen wird. Wenn die Sterne ganz nah sind, Materie von einem kann auf den anderen übertragen werden , und während es sich spiralförmig darin befindet, würde es auch die Rotation des Sterns beschleunigen.

Trotz der Suche wurden jedoch keine Hinweise auf einen Begleitstern gefunden. Dieser Teil ist jedoch cool: massereichere Sterne altern schneller als weniger massereiche. Der massereichere Stern in einem nahen Doppelstern würde sich zu einem roten Überriesen ausdehnen und viel Materie auf den zweiten Stern werfen und dann als Supernova explodieren. Wenn das passiert, wäre der zweite Stern weggeschleudert worden wie ein Stein aus einer Schlinge , wodurch es sich mit hoher Geschwindigkeit durch den Weltraum bewegt. Zufälligerweise zeigt das Spektrum von J0406, dass es sich tatsächlich sehr schnell durch die Galaxie bewegt, so wie man es erwarten würde, wenn es einmal einen massiven Begleiter hätte, der explodiert.

Also passen alle Teile. Es ist lustig: Vom Auge her ist es nur ein weiterer Stern, der unter Tausenden von anderen in einem Bild des Himmels verloren geht. Aber nach Spektrum ist es eine ganz andere Geschichte. Das gilt für jeden Stern; sie alle haben ihre geschichte zu erzählen. In diesem Fall handelt es sich jedoch um die Geschichte eines längst toten explodierten Begleiters, einer durch die Galaxie kreischenden Kanonenkugel und einer Drehung, die so stark ist, dass der Stern am Äquator enorm abgeflacht und seltsam verdunkelt ist.

Das Universum ist so ein seltsamer Ort. Das ist einer der Gründe, warum es so viel Spaß macht, es zu erkunden.



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