Au centre de notre galaxie, la Voie Lactée, se trouve un trou noir super-massif ceinturé par des centaines d’étoiles proches les unes des autres. Au delà encore on rencontre un disque d’étoiles et au delà encore un amas d’étoiles encore plus dense du type dit NSC ou nuclear star cluster (NSC) ou compact stellar nucleus parfois qualifié de young stellar nucleus. Il s’agit d’un amas d’étoiles de haute densité et de forte luminosité que l’on trouve au centre de masse de la plupart des galaxies. On qualifie ces étoiles du terme d’étoiles hyper-véloces .
Il s’agit d’astres qui se déplacent à des vitesses de 500 à plus de 1000 km/s dans la Voie lactée, soit suffisamment vite pour échapper à son attraction ; elles peuvent donc s’en échapper et foncer dans l’espace intergalactique.
Jusqu’à présent cependant les astronomes avaient eu peu d’occasions pour en observer de semblables car les épais nuages de poussières célestes qui les entourent, ainsi que leur faible luminosité, n’aident pas à préciser les éléments qu’elles contiennent et la façon dont elles se sont formées.
Aujourd’hui cependant l’astronome Japonais Kohei Hattori et une équipe de l’Observatoire National du Japon à Tokyo ont réussi à se donner une image plus précise d’une étoile hyper-véloce. Ils exploraient les milliards de données reçues du télescope spatial Gaia récemment mis en orbite quand ils observèrent une étoile s’éloignant du centre galactique à une vitesse estimée de 500 km/seconde.
Quand elles se déplacent à ces vitesses de telles étoiles sont qualifiées d’étoiles hypervéloces. Elles obtiennent ce résultat en orbitant autour d’un trou noir supermassif (voir l’article dont nous publions ci-dessous les références et l’abstract).
Les astronomes n’avaient pas pu jusqu’à présent identifier les éléments composant les centres de notre galaxie. En utilisant les données provenant des Télescopes Magellan au Chili https://en.wikipedia.org/wiki/Magellan_Telescopes, ils découvrirent que la composition de l’un de ces centres galactiques n’était pas différente de celles composant le NSC de notre galaxie.
Pour la suite, grâce à l’apparition de ces étoiles hypervéloces, ils devraient pouvoir analyser ces centres galactiques sans avoir à diriger directement sur eux les télescopes, ce qui est toujours très difficile à faire.
Cependant, dans une expérimentions indépendante faisant appel à l’infrarouge, des astronomes suédois de l’université de Lund identifièrent les 19 principaux éléments composant le centre de notre galaxie, notamment la fluorite, le sodium et l’aluminium qui n’avaient pas été précédemment détectés La fluorite est une espèce minérale composée de fluorure de calcium, de formule idéale CaF₂ mais comportant des traces de Y, Ce, Si, Al, Fe, Mg, Eu, Sm, O, Cl et composés organiques. https://arxiv.org/html/2502.17756v1
Référence
Astrophysics > Astrophysics of Galaxies
[Submitted on 27 Feb 2025]
Discovery of WINERED-HVS1: A metal-rich hyper-velocity star candidate ejected from the Galactic center
Kohei Hattori, Daisuke Taniguchi, Takuji Tsujimoto, Noriyuki Matsunaga, Hiroaki Sameshima, Scarlet S. Elgueta, Shogo Otsubo
We report the discovery of a metal-rich red giant star, WINERED-HVS1, which is a candidate for a hyper-velocity star (HVS). Its past trajectory suggests that this star may have been ejected by the Galactic supermassive black hole (SMBH; Sgr A*) about 14 Myr ago, with a modest ejection velocity of at least 500 km/s. Since WINERED-HVS1 is gravitationally bound to the Milky Way and is not necessarily young, it is not an unambiguous HVS candidate from a kinematic perspective, unlike the previously confirmed A-type main-sequence HVS known as S5-HVS1. Therefore, the chemical characterization of this star is essential for understanding its origin. Through a spectroscopic follow-up observation with Magellan/WINERED, we determined its metallicity [Fe/H]=−0.136+0.040−0.038, as well as the abundances for Na, Mg, Si, S, K, Ca, Ti, Cr, Ni, and Sr. The high metallicity value suggests that this star was ejected from the Galactic center and is unlikely to be a halo star with a radial orbit. The abundance pattern of this star — including the pattern of [α/Fe], [Mg/Fe], [Si/Mg], and [Ca/Mg] — is consistent with that of the nuclear star cluster surrounding the SMBH, further supporting our view. This discovery opens a new window to look through the Galactic center environment without the hindrance of dust extinction, by using the HVSs moving in the halo region where dust extinction is minimal.
| Comments: | 32 pages (main text 19 pages), 11 figures, 7 tables. Submitted to ApJ. Comments welcome |
| Subjects: | Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA); Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR) |
| Cite as: | arXiv:2502.20266 [astro-ph.GA] |
| (or arXiv:2502.20266v1 [astro-ph.GA] for this version) | |
| https://doi.org/10.48550/arXiv.2502.20266 |
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