En skurkstjärna är en som har undgått gravitationskraften i sin hemgalax. Dessa stjärnor driver genom intergalaktiskt rymd, och kallas ibland intergalaktiska stjärnor. Ibland, när en skurkstjärna kastas ut från galaxen, drar den sitt binära par med på resan.
Astronomer tror att de flesta stjärnor lever i binära förhållanden, där två stjärnor går runt varandra, eller de kretsar runt ett gemensamt tyngdpunkt. De binära stjärnorna behöver inte vara stjärnor som vår sol; de kan vara mer exotiska stjärnobjekt som neutronstjärnor. En ny studie baserad på data från NASAs Chandra X-ray Observatory belyser ett antal av dessa par och hur de kastades ut.
"Det är som en gäst som uppmanas att lämna ett parti med en rodd vän."
Xiangyu Jin, huvudförfattare, McGill University
Studiens huvudförfattare är Xiangyu Jin från McGill University i Montreal, Kanada. Uppsatsen heter "Chandra Detection of Intra-cluster X-ray Sources in Fornax" och publiceras i The Astrophysical Journal. Som titeln säger fokuserade teamet på Fornax galaxklyngen, en region cirka 60 miljoner ljusår från Jorden.
Teamet hittade cirka 30 röntgenkällor i Fornax-regionen som verkar vara utanför någon galax. De kommer sannolikt att vara par av stjärnor som kastades ut från deras galaxer. Hur händer det?
En förklaring involverar supernovaexplosioner och neutronstjärnor.
När en stjärna med tillräcklig massa når slutet av sitt fusionsliv exploderar den som en supernova. Den explosionen lämnar en neutronstjärna bakom sig. Beroende på omständigheterna är den explosionen ojämn, och rekylen kan skicka neutronstjärnan vårdande ur sin galax. Och den kan dra sin binära partner tillsammans med den.
"Det är som en gäst som uppmanas att lämna ett parti med en rodd vän," sa Jin. "Den följeslagare stjärnan i denna situation dras ut ur galaxen bara för att den är i omloppsbana med stjärnan som gick supernova."
Dessa oseriösa binärer är svåra att upptäcka, men det finns ett sätt. Om paret är tillräckligt nära varandra, kommer det mer massiva att börja mata bort det andra, dra materia mot det och bilda en gasformig skiva. När det gör så börjar saken att rotera runt den större stjärnan snabbare och snabbare. Friktion värmer sedan upp saken, och gasskivan värms upp till tiotals miljoner grader. Sedan avger den röntgenstrålar, som Chandra-observatoriet är expert på att se.
Teamet använde 15 dagar av Chandra-observationer spridda över flera år och när de kombinerades med optiska observationer kunde de bekräfta att de 30 röntgenkällorna inte finns i någon av galaxerna i Fornax-klustret och i själva verket är falska stjärnor.
"Snarare än att vara bundna till en viss galax, finns dessa par av stjärnor nu i utrymmet mellan galaxer, eller är på väg ut från sin hemgalax," sa medförfattaren Meicun Hou, från Nanjing University i Kina.
Men inte alla drivande oseriösa stjärnor förvisades från deras hemgalax. Teamet hittade också ytterligare 150 röntgenkällor som ligger utanför en galaktisk gräns. De kan vara belägna längst ner i gloria som omger Fornax-klustret.
I stället för utvisning på grund av supernovaexplosioner kan de ha varit offer för nära galaktiska möten. När två galaxer kolliderar eller passerar tillräckligt nära varandra störs vissa röntgenbinarier gravitationellt och skickas flyger ut i intergalaktiska rymden. Eller de kan vara rester av en galax som avskalades från stjärnor av en av dessa galaktiska nära möten.
"Detta är som slutet på ett parti, där de personer som deltar tar sig av i olika riktningar, och bara värdarna är kvar", sa medförfattaren Zhenlin Zhu, också från Nanjing University. "När det gäller Fornax är det extrema fallet att de ursprungliga galaxerna inte verkligen finns längre."
Chandra-observationerna i denna studie uppgick till 15 dagar, vilket gjorde det möjligt för teamet att upptäcka 1 177 röntgenkällor inom deras sökregion, som täcker 29 galaxer i Fornax-klustret. Teamet uppskattade hur många av dessa källor som sannolikt tillhör galaxer i klustret, och hur många är mycket mer avlägsna källor som inte finns i klustret. Detta lämnade dem med cirka 180 källor belägna långt utanför de viktigaste stjärnregionerna av galaxer i klustret.
"Även om vi är väldigt glada över vad vi hittade, tyder våra uppgifter på att det kan finnas många fler av dessa utkastade binärer som är för svaga för att kunna ses i Chandra-uppgifterna," sa medförfattaren Zhiyuan Li, också vid Nanjing University. "Vi kommer att behöva längre observationer från Chandra för att upptäcka denna befolkning av svagare källor."
