The following handle holds various files of this Leiden University dissertation:
http://hdl.handle.net/1887/78477
Author: Marchetti, T.
Nederlandse Samenvatting
De zon is slechts één van de honderden miljarden sterren in het sterren-stelsel waarin wij wonen; de Melkweg. Hoewel het overgrote deel van deze sterren rondom het galactisch centrum beweegt, bestaat er ook een klein aantal wat deze draaiing niet volgt, en in plaats daarvan met een buitenge-woon hoge snelheid dwars door de Melkweg reist. De snelste leden van deze groep sterren worden zogeheten hypervelocity sterren genoemd, en reizen met snelheden van duizenden kilometers per seconde door ons sterrenstel-sel. Dit is een aantal miljoen kilometer per uur, meer dan zesduizendmaal sneller dan de snelste trein op Aarde!
We denken dat deze sterren een dusdanig hoge snelheid hebben om-dat ze uit het galactisch centrum afkomstig zijn. Oorspronkelijk waren ze onderdeel van een dubbelster-systeem, wat bestaat uit twee sterren die om elkaar heen draaien. Het galactisch centrum herbergt het zwaarste object in de gehele Melkweg, Sagittarius A*, een zwart gat wat meer dan vier mil-joen keer zo zwaar is als de zon. De zwaartekracht-wisselwerking met een dusdanig zwaar object kan een dubbelster volledig uit elkaar trekken, en de sterren hierbij voorgoed scheiden. Één van de twee sterren zal hierna in een baan rond het zwarte gat terechtkomen, terwijl de andere − de hypervelo-city ster − wordt weggeschoten met een enorme snelheid. Deze snelheid is zodanig dat hypervelocity sterren de zwaartekracht van de gehele Melkweg volledig overwinnen, en er voor eeuwig vanaf zullen bewegen. Afbeelding S.1 laat een artist impression van uit het Melkwegcentrum weggeschoten hypervelocity sterren zien.
Figuur S.1: Een artist impression van hyperveloctity sterren weggeschoten uit het centrum
van de Melkweg. Bron: ESA.
ook inzicht geven in de halo van donkere materie waarin de Melkweg zich bevindt. Donkere materie is een bepaalde soort materie die geen wisselwer-king met elektromagnetische straling vertoont, wat inhoudt dat het voor onze ogen en telescopen volledig onzichtbaar is. De halo van donkere ma-terie is dusdanig zwaar dat het de baan van de hypervelocity sterren doet buigen, zodat deze kunnen worden gebruikt om fundamentele parameters van de halo te bepalen, zoals de vorm en massa. Daarnaast kunnen hyper-velocity sterren ons in het algemeen meer inzicht geven in de aard van de-ze raadselachtige donkere materie. Tot op heden is slechts een klein aan-tal hypervelocity sterren geïdentificeerd, maar door de komst van Gaia, de nieuwe satelliet van de Europese Ruimtevaartsorganisatie (European Spa-ce Agency, ESA) zit onze kennis van de snelste sterren in de Melkweg mo-menteel in de lift. Het doel van Gaia is om de gehele geschiedenis van de Melkweg in kaart te brengen door middel van het produceren van de groot-ste en meest precieze catalogus van groot-sterren tot nu toe, met daarin posities, afstanden en geprojecteerde snelheden van meer van een miljard sterren.
Dit Werk
spectrosco-pische datasets; astronomische waarnemingen, en theoretische modellen. In het bijzonder streeft deze proefschrift naar het beantwoorden van de volgende vier vragen:
• Hoofdstuk 2: Hoeveel hypervelocity sterren verwachten we te vin-den in de Gaia catalogus?
• Hoofdstuk 3: Kunnen we deze hypervelocity sterren in de eerste data release van Gaia vinden?
• Hoofdstuk 4: Wat is de oorsprong van de snelste sterren in de twee-de Gaia data release?
• Hoofdstuk 5: Wat kunnen we leren over het Melkwegcentrum en de halo van donkere materie met de verzameling ontdekte hypervelocity sterren?
In wat volgt, presenteren we een korte samenvatting van elk van de bo-vengenoemde hoofdstukken, waarin we deze vragen behandelen.
sterren in de eerste data release van Gaia te identificeren. We ontwikke-len hiervoor een binary classification algoritme dat, gebruikmakend van de positie, parallax en eigenbeweging van een ster (dus zonder een radië-le snelheidsmeting), een enkeradië-le waarde produceert die we interpreteren als de kans dat de ster een hypervelocity ster is. We trainen dit algoritme op zo-wel de gesimuleerde verzameling hypervelocity sterren uit Hoofdstuk 1 als een nagebootste Gaia catalogus. Het toepassen van dit algoritme op de data leidt tot een verzameling van 80 sterren met een grote kans een hypervelo-city ster te zijn. Om de betrouwbaarheid van deze kandidaat-hypervelohypervelo-city sterren vast te stellen, nemen we een subset van de sterren waar met de Isaac Newton telescoop in La Palma, één van de Canarische Eilanden, zo-dat we deze radiële snelheden en afstanden kunnen toekennen, en de ster-eigenschappen (zoals massa, temperatuur, leeftijd en metalliciteit) kunnen bepalen. Deze spectroscopische waarnemingen bevestigen dat de datami-ning techniek werkt, en dat deze succesvol is in het ontdekken van snelle sterren: we vinden een zestal sterren die mogelijkerwijs vanuit het centrum van de Melkweg zijn weggeschoten.
zwaartekracht-Figuur S.2: De banen van de ontdekte ongebonden sterren, weggeschoten vanuit de Melkweg
(rood) of van extragalactische oorsprong (geel). De achtergrond stelt een artist impression van de Melkweg voor. Bron: ESA / NASA / Hubble / Marchetti et al. 2018.
interactie tussen de Melkweg en kleinere sterrenstelsels modelleren. Een artist impression van deze ‘extragalactische indringers’ is te zien in Afbeel-ding S.2.
