I 2005 bemærkede Warren Brown fra Smithsonian Astrophysical Observatory noget temmelig usædvanligt på himlen: en stjerne, der rejste ud af Melkevejsgalaksen med cirka 1, 5 millioner miles i timen. Den underlige opdagelse kunne kun forklares med en endnu fremmed forudsigelse, der blev foretaget næsten to årtier tidligere af en astronom ved navn JG Hills.
”Han forudsagde, at hvis du har to stjerner, der kredser rundt om hinanden - et såkaldt binært system - og de kommer for tæt på det centrale sorte hul i Mælkevejen, vil de blive revet fra hinanden, ” siger SAO-astrofysikeren Avi Loeb. "En af stjernerne vil gå ind i en tættere bane omkring det sorte hul, og den anden vil blive kastet ud af galaksen."
Siden Browns opdagelse i 2005 er mindst 21 hypervelocity-stjerner (som de er blevet kaldt) observeret, hvor de kører hurtigere ud af vores galakse. Men først for nylig kiggede nogen for at se, om der muligvis også findes hypervelocity-planeter. ”Min samarbejdspartner Idan Ginsburg og jeg udførte noget arbejde med hypervelocity-stjerner, og på et tidspunkt talte jeg med ham om måske at kigge på planeter, ” siger Loeb. ”En dag ved frokosten klikkede det: vi kunne faktisk skrive et papir om dem, fordi der er en metode til at finde dem.”
En kunstners opfattelse af en løbsk hypervelocity-planet. Billedet er tilladt af David Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Loeb havde indset, at en planet, der kredser rundt om en af disse hypervelocity-stjerner, kunne observeres ved, hvad der kaldes transitmetoden: når en fjern planet krydser mellem sin stjerne og vores teleskop, dimmes lyset fra stjernen let, hvilket indikerer planetens tilstedeværelse. Men først og fremmest måtte han og Ginsburg afgøre, om disse planeter teoretisk kunne eksistere i første omgang. Deres beregninger, der blev offentliggjort i sidste uge i den månedlige meddelelse fra Royal Astronomical Society, gik ud over selv hvad han havde mistænkt.
Hypervelocity-planeter kan faktisk eksistere - og ifølge forskerholdets simuleringer kan de muligvis nærme sig hastigheder så høje som 30 millioner miles i timen, hvilket gør dem til nogle af de hurtigst bevægelige objekter i det kendte univers.
”Vi spurgte, hvad der ville ske, hvis der var planeter omkring hypervelocity-stjerner, ” siger Loeb. ”Så vi startede med en simulering af et binært system og sprøjtede derefter planeter rundt om hver af stjernerne.” Deres beregninger viste, at hvis det binære stjernesystem blev revet fra hinanden af tyngdekræfter nær galaxens centrale sorte hul, var en lille procentdel af planeterne ville forblive bundet til en af stjernerne, enten følge dem på deres rejse ud af galaksen eller dykke nærmere ned i det sorte huls dybder. Størstedelen af planeterne ville imidlertid blive kastet væk fra deres overordnede stjerner og rejse endnu hurtigere til kanterne af Mælkevejen.
”Deres hastighed kan nå op til ti tusinder kilometer i sekundet - nogle få procent af lysets hastighed, ” siger Loeb. ”Hvis man forestiller sig en civilisation, der lever på en sådan planet, ville de have en enorm rejse.” Sejladsen fra centrum af galaksen til kanten af det observerbare univers, siger han, ville tage 10 milliarder år.
Den potentielle eksistens af hypervelocity-planeter er langt mere end en ren nysgerrighed, da det ville give os information om forhold nær centrum af galaksen, og hvis planeter endda kan dannes der. ”Det er et meget usædvanligt miljø, fordi tætheden af stjerner der er mere end en million gange end densiteten i nærheden af solen, ” siger Loeb. ”Der er en meget høj temperatur, og nu og da fyldes det sorte hul i midten med gas, så det lyser meget lyst, hvilket i princippet kan forstyrre et system, der prøver at fremstille planeter.” Hans teams beregninger viste, hvis planeter virkelig kan dannes i dette område, bør de være observerbare, når de er bundet til hypervelocity-stjerner.
Ingen af disse planeter er blevet fundet, men Loeb håber, at nogle vil blive fundet i de kommende år. Ligesom astronomer for nylig har opdaget hundreder af ekstrasolære planeter ved hjælp af transitmetoden som en del af NASAs Kepler Mission, kan de undersøge hypervelocity-stjerner på stort set samme måde for at få øje på disse løbsk planeter. Og hvis ting skrider frem på samme tidsramme som JG Hills '1988-forudsigelse af hypervelocity-stjerner, kan Loeb forvente at få sine forudsigelser bekræftet inden for hans levetid - engang omkring året 2029.
