(Phys.org) – Europeiska astronomer har upptäckt en grupp stjärnor med hög rotationshastighet som befinner sig utanför solradien i vår Vintergatans galax. Enligt en tidning publicerad 2 november den arXiv.org , denna grupp, som rör sig betydligt snabbare än de flesta andra stjärnor, kan ge viktig information om stjärndynamik.

Upptäckten gjordes av ett team av forskare ledda av Jason Hunt från University College London, U.K. De har kammat igenom Tycho-Gaias astrometriska lösning (TGAS) data som ingår i datarelease 1 (DR1) från ESA:s Gaia-satellit. Rymdfarkosten slutför en undersökning av en miljard stjärnor i vår galax och lokala galaktiska grannskap, mäta sina positioner med en noggrannhet på mikrobågsekunder.

"Vi ville undersöka hastigheten med vilken stjärnorna roterar runt galaxen, och för det, vi behöver hastighet i tre riktningar. Vi har aldrig kunnat utforska lokal galaktisk dynamik så detaljerat eftersom väldigt få stjärnor har haft tillförlitliga avståndsuppskattningar. Denna första datarelease ger avståndsuppskattningar för cirka 2 miljoner stjärnor i solområdet, och nästa datasläpp kommer att ha över en miljard! Detta är en avsevärd förbättring jämfört med föregående uppdrag, Hipparcos, som gav mått för cirka 150, 000 stjärnor, " berättade Hunt för Phys.org.

Han noterade att denna snabbt roterande grupp av stjärnor var svår att välja ut eftersom Gaia DR1 bara ger hastigheter i två riktningar över himlen, och inte siktlinjehastighet mot och bort från oss. Dock, genom att titta direkt mot eller bort från det galaktiska centrumet, det var möjligt att approximera rotationshastigheten.

Astronomerna beräknade att den nyligen upptäckta gruppen av stjärnor roterar snabbare än solen med cirka 20 km s ⁻¹ . Dessutom, de fann att stjärnorna i denna snabbt roterande grupp roterar betydligt snabbare än stjärnornas medelrotation.

Försöker förklara dessa distinkta hastigheter, teamet antog att de orsakas av en av Vintergatans två stora spiralarmar - Perseus-armen. Resultaten indikerar att stjärnor som finns bakom spiralarmen, och i pericentret av deras banor, uppleva en längre period av acceleration från gravitationspotentialen hos Perseus Arm.

"Denna förlängda accelerationsperiod gör att de rör sig betydligt snabbare än de andra stjärnorna. Vi vet också att detta antingen kommer att inträffa vid en punkt längs spiralarmen om armen rör sig som en våg med konstant mönsterhastighet genom skivan, eller det kommer att inträffa längs hela armen om spiralarmen rör sig med samma hastighet som stjärnorna, som förutsägs av beräkningsmodeller baserade på gravitationsinteraktionen mellan stjärnor, kallade N-kroppssimuleringar, " sa Hunt.

Teamets forskning stödjer båda de konkurrerande teorierna om spiralarmsdynamik som nämns av Hunt. Dock, det gynnar lite teorin i N-kroppssimuleringar där armen rör sig med samma hastighet som stjärnorna, eftersom forskarna fann att funktionen förblir oförändrad vid ökande avstånd från solen.

"Mängden data och de inblandade observationsfelen gör att vi inte kan säga säkert om så är fallet. Vi kan inte observera längre längs armen med nuvarande data, " noterade Hunt.

Forskarna hoppas att data som kastar nytt ljus över detta fall kan levereras av Gaias datautgåva 2 (DR2), planerad att publiceras i november 2017. Den ökade kvantiteten och kvaliteten på data i DR2 kommer att göra det möjligt för forskarna att observera vidare längs spiralarmen och avgöra om denna grupp är närvarande längs hela spiralarmen, eller närvarande mot det galaktiska anticentret.

"Om det finns längs hela armen kommer det att vara starka bevis för den typ av transient reformerande spiralarm som skapas i modellerna, och om det bara finns precis utanför solradien där vi observerade det i detta arbete, det kommer att vara starka bevis för teorin att spiralarmar färdas som densitetsvågor genom skivan, " avslutade Hunt.

© 2016 Phys.org