J. G. Hills gjorde for 20 år siden opmærksom på at de to stjerner i et dobbeltstjernesystem, som tilfældigt passerer tæt forbi et massivt sort hul, vil blive revet fra hinanden af den kraftige tidevandseffekt. Den ene stjerne fanges i en elliptisk bane omkring det sorte hul; den anden slynges bort med en hastighed på mere end 1000 km/s. Han kalder sådanne stjerner for højhastighedsstjerner. Opdagelsen af blot nogle få af disse stjerner ville være et bevis på eksistensen af et massivt sort hul i Mælkevejens centrum. En mere direkte teknik har i mellemtiden uigendriveligt bevist eksistensen af et sort hul i Mælkevejens centrum med en masse på ca. 4 millioner solmasser. Man kan i den infrarøde del af spektret ved en bølgelængde på 2 mikrometer direkte se stjerner bevæge sig i elliptiske baner omkring det sorte hul:
http://www.mpe.mpg.de/ir/GC/index.php

Warren Brown ved Smithsonian Astrophysical Observatory har derfor startet en eftersøgning af højhastighedsstjerner. Det største problem er at finde de få højhastighedsstjerner blandt millioner af normale stjerner i Mælkevejens ydre dele. Man kender ikke den nøjagtige værdi for Mælkevejens undvigelseshastighed på grund af ukendskab til den nøjagtige fordeling af mørkt stof; men man anslår at en stjerne, der skydes ud fra Mælkevejens centrum med en hastig over 800 km/s, vil forlade Mælkevejen i løbet af et par hundrede millioner år. Brown eftersøger derfor stjerner ældre end ca 100 millioner år, så de har haft tid til at bevæge sig ud i de ydre dele af Mælkevejen.

Det sorte hul i Mælkevejens centrum er en radiokilde, der af historiske grunde kaldes Sagitarius A*, eller blot Sgr A*. Hullet er omgivet af en stjernehob bestående af unge varme hovedseriestjerner af spektraltype B med aldre mellem 10 og 100 millioner år. En hovedseriestjerne omdanner brint til helium i de centrale dele af stjernen. Disse stjerner betegnes Sgr A* hoben. Det er bevægelsen af stjernerne i Sgr A*, der er blevet anvendt til at bestemme massen for Sgr A*. Man formoder at i hvert fald en del af Sgr A* hobens stjerner stammer fra dobbeltstjerner, som er blevet revet itu af tidevandskræfter. Den anden stjerne udskydes som en højhastighedsstjerne. Brown har derfor anvendt stjernernes farver til at finde B-stjerner i de ydre områder af Mælkevejen. De fundne stjerners hastigheder bort fra Mælkevejens centrum (og os) bestemmes ved anvendelse af Doppler effekten.

Warren Browns hovedresultat er afbildet i figuren. Tallene under den horisontale akse angiver afstanden fra Mælkevejens centrum til en stjerne under forudsætning af at den er en hovedseriestjerne. De vandrette linjer igennem de røde stjerner angiver usikkerheden på afstanden, hvis der er tale om en gammel udviklet stjerne. Afstanden er angivet i kiloparsek. 1 parsek er 206265 gange afstanden mellem Solen og Jorden. Den lodrette akse angiver stjernens hastighed bort fra Mælkevejens centrum. De prikkede kurver angiver rejsetider fra Mælkevejens centrum. De 2 stiplede linjer angiver undvigelseshastigheden som funktion af afstanden til centrum for 2 modeller for Mælkevejens massefordeling. Man ser at Brown har fundet 14 stjerner, som er blevet skudt ud fra Mælkevejens centrum med så store hastigheder at de aldrig vender tilbage.

Link til mere info:
http://arxiv.org/abs/0811.0571

Bjarne Thomsen