Астрономы обнаружили 55 высокоскоростных звёзд, выброшенных из молодого звёздного скопления R136 в Большом Магеллановом Облаке. Это открытие в десять раз увеличивает количество известных «убегающих звёзд» в этом регионе. Группа астрономов, включая Саймона Портегиса Цварта из Лейденской обсерватории, опубликовала свои результаты в журнале Nature.
Когда формируются звёздные скопления, близкие столкновения тесно расположенных движущихся молодых звёзд могут привести к выбросу некоторых из них из молодого скопления. Астрономы под руководством аспиранта UvA Митчела Ступа обнаружили, что молодое скопление R136 выбросило около трети своих самых массивных звёзд за последние несколько миллионов лет со скоростью более 100 000 км/ч. Эти звёзды разлетелись на расстояние до 1000 световых лет от места своего рождения, прежде чем взорваться как сверхновые в конце своей жизни, образуя нейтронную звезду или ч ёрную дыру.
Источник: Danielle Futselaar, James Webb Space Telescope / NIRCam — NASA, ESA, CSA, STScI
Но Ступ и его коллеги сделали ещё одно открытие: был не один период, когда звёзды выбрасывались, а два. Ступ пояснил: «Первый эпизод произошёл 1,8 миллиона лет назад, когда образовалось скопление, и оно соответствует выбросу звёзд во время формирования скопления. Второй эпизод был всего 200 000 лет назад и имел совсем другие характеристики. Например, выброшенные звёзды этого второго эпизода движутся медленнее и не в случайных направлениях, как в первом эпизоде, а в упорядоченном направлении».
« Мы считаем, что второй эпизод произошёл из-за взаимодействия R136 с соседним скоплением, которое было обнаружено только в 2012 году. Второй эпизод может предсказывать, что два скопления смешаются и сольются в ближайшем будущем», — добавил соавтор Алекс де Котер.
Массивные звёзды в конечном итоге взрываются как сверхновые. В течение своей жизни они чрезвычайно яркие — более чем в миллион раз ярче Солнца — и излучают в основном в ультрафиолетовом диапазоне, который ионизирует окружающий водородный газ. Они живут лишь короткое время (миллионы лет) и обычно взрываются в области звездообразования, в которой образовались. Такая область звездообразования состоит из облаков газа и пыли, которые ослабляют воздействие, которое массивные звёзды оказывают на своё окружение.
Это первый случай, когда было обнаружено такое огромное количество (55) высокоскоростных звёзд, происходящих из одного скопления. R136 — особенное скопление, с сотнями тысяч звёзд, включая самые массивные известные звёзды (до 300 масс Солнца). Это так же и крупнейшая известная область звездообразования в радиусе пяти миллионов световых лет.
Источник: Nature (2024). DOI: 10.1038 / s41586-024-08013-8
«Когда мы обнаружили, что треть массивных звёзд выбрасываются из своих родных регионов на ранних этапах, и что они оказывают влияние за пределами этих регионов, влияние массивных звёзд на структуру и эволюцию галактик, вероятно, гораздо больше, чем считалось ранее. Возможно даже, что убегающие звёзды, образовавшиеся в ранней Вселенной, внесли важный вклад в так называемую повторную ионизацию Вселенной, вызванную ультрафиолетом», — объяснил Лекс Капер.
Астрономы использовали данные телескопа Gaia Европейского космического агентства, который измеряет положение, расстояния и скорости более миллиарда звёзд. Gaia находится далеко за пределами Луны на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли. Главной целью команды было проверить пределы возможностей телескопа. R136 находится в Большом Магеллановом Облаке, галактике-сестре Млечного Пути, на расстоянии 160 000 световых лет. Это чрезвычайно далеко для измерений Gaia.
«R136 только что сформировалась, 1,8 миллиона лет назад, поэтому убегающие звёзды ещё не оказались настолько далеко, чтобы их стало невозможно идентифицировать. Большое количество таких звёзд позволяют делать надёжные статистические заявления. Это сработало сверх ожиданий, и мы чрезвычайно довольны результатами. Открытие чего-то нового всегда волнует учёного», — заключил Де Котер.