Astronomowie wykorzystali teleskop Gaia do odkrycia 55 szybkich gwiazd wystrzelonych z młodej gromady w Wielkim Obłoku Magellana. Zwiększa to dziesięciokrotnie liczbę znanych „uciekających gwiazd” w tym regionie.
Zespół astronomów, w tym Simon Portegies Zwart z Obserwatorium w Lejdzie, opublikował https://www.nature.com/articles/s41586-024-08013-8 swoje wyniki w czasopiśmie Nature.
Gdy tworzą się gromady gwiazd, bliskie zderzenia gęsto upakowanych i krzyżujących się nowo narodzonych gwiazd mogą skutkować wyrzuceniem gwiazd z młodej gromady. Astronomowie pod kierownictwem doktoranta UvA Mitchela Stoopa odkryli, że młoda gromada R136 wyrzuciła aż ⅓ swoich najmasywniejszych gwiazd w ciągu ostatnich kilku milionów lat z prędkością przekraczającą 100 000 km/h. Gwiazdy te przemierzają do 1000 lat świetlnych od miejsca swoich narodzin, zanim eksplodują jako supernowe pod koniec swojego życia, tworząc gwiazdę neutronową lub czarną dziurę.
Stoop i jego koledzy dokonali jednak zaskakującego odkrycia: nie było jednego okresu, w którym gwiazdy był dynamicznie wyrzucane, ale dwa. Stoop wyjaśnił: Pierwszy epizod miał miejsce 1,8 miliona lat temu, kiedy uformowała się gromada, i pasuje do wyrzucania gwiazd podczas formowania się gromady. Drugi epizod miał miejsce zaledwie 200 000 lat temu i miał zupełnie inną charakterystykę. Na przykład uciekające gwiazdy w tym drugim epizodzie poruszają się wolniej i nie są wyrzucane w przypadkowych kierunkach, jak w pierwszym epizodzie, ale w preferowanym kierunku.
Uważamy, że drugi epizod wyrzucanych gwiazd był interakcją R136 z inną pobliską gromadą (która została odkryta dopiero w 2012 roku). Drugi epizod może zapowiadać, że obie gromady wymieszają się i połączą w niedalekiej przyszłości – powiedział współautor Alex de Koter (UvA).
Masywne gwiazdy w końcu eksplodują jako supernowe. Podczas swojego życia są niezwykle jasne – do ponad miliona razy jaśniejsze od Słońca – i emitują głównie światło ultrafioletowe, które jonizuje otaczający je gaz wodorowy. Żyją tylko przez krótki czas (miliony lat) i zazwyczaj wybuchają w regionie gwiazdotwórczym, w którym się narodziły. Taki obszar gwiazdotwórczy składa się w obłoków gazu i pyłu, które tłumią wpływ masywnych gwiazd na ich otoczenie.
Po raz pierwszy znaleziono tak dużą liczbę (55) szybkich gwiazd pochodzących z jednej gromady. R136 to bardzo szczególna gromada, zawierająca setki tysięcy gwizd, w tym najmasywniejsze znane gwiazdy (o masie do 300 razy większej niż masa Słońca). Jest ona częścią największego znanego nam regionu gwiazdotwórczego w promieniu pięciu milionów lat świetlnych.
Teraz, gdy odkryliśmy, że ⅓ masywnych gwiazd jest wyrzucana ze swoich regionów narodzin na wczesnym etapie życia – i że wywierają one wpływ na te regiony – wpływ masywnych gwiazd na strukturę i ewolucję galaktyk jest prawdopodobnie znacznie większy niż wcześniej sądzono. Możliwe jest nawet, że uciekające gwiazdy powstałe we wczesnym Wszechświecie wniosły istotny wkład w tak zwaną rejonizację Wszechświata spowodowaną przez światło ultrafioletowe – powiedział współautor Lex Kaper (UvA).
Astronomowie wykorzystali dane z teleskopu Gaia, który mierzy pozycje, odległości i prędkości ponad miliarda gwiazd. Gaia znajduje się daleko poza Księżycem, w odległości 1,5 miliona kilometrów od Ziemi. Głównym celem zespołu było przetestowanie granic możliwości Gaia. R136 znajduje się w Wielkim Obłoku Magellana, siostrzanej galaktyce Drogi Mlecznej, w odległości 160 000 lat świetlnych. To bardzo daleko jak na pomiary Gaia.
R136 dopiero co się uformowała (1,8 miliona lat temu), więc uciekające gwiazdy nie mogą być jeszcze tak daleko, aby ich identyfikacja stała się niemożliwa. Jeżeli uda się znaleźć więcej takich gwiazd, można dokonać wiarygodnych obliczeń statystycznych. Udało się to ponad oczekiwania i jesteśmy niezmiernie zadowoleni z wyników. Odkrycie czegoś nowego jest zawsze ekscytujące dla naukowca – podsumował De Koter.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Leiden University
