Массивные звезды, движущиеся с большой скоростью, могут создавать значительные возмущения в межзвездной среде. Ранее полагалось, что таких объектов немного, и они не оказывают существенного влияния на развитие галактик. Однако, возможно, их роль была занижена. К такому заключению пришли ученые-астрономы, проанализировавшие данные о пятидесяти звездах, вырвавшихся из плотного звездного скопления в Большом Магеллановом Облаке.
Галактические скопления, характеризующиеся высокой плотностью, чаще всего являются местом рождения массивных звезд. Их мощное излучение и звездный ветер оказывают существенное воздействие на окружающее пространство — не только в момент взрыва сверхновой, но и на протяжении всей жизни. При этом молодые звезды часто покидают эти скопления, особенно в первые, наиболее активные миллионы лет их развития. Такие звезды называют убегающими. Эти объекты стремительно перемещаются в межзвездном пространстве, удаляясь от места их формирования.
Оторвавшись от скоплений, убегающие звезды начинают оказывать влияние на другие космические области. Для оценки масштаба последствий их активности необходимо определить количество «звезд-беженцев». С целью оценки их численности, астрономы из Амстердамского университета (Нидерланды) совместно с коллегами провели исследование убегающих звезд скопления Radcliffe 136 (R136).
Звездное скопление R136, характеризующееся компактной структурой, возникло в результате самой недавней вспышки звездообразования в туманности Тарантул. Эта туманность находится в Большом Магеллановом Облаке, которое является галактикой-спутником Млечного Пути. В течение миллионов лет активности в этом регионе произошло несколько вспышек звездообразования, в результате чего скопилось несколько тысяч массивных звезд.
Астрономы, опираясь на информацию, полученную благодаря обзору Gaia, выявляли яркие звезды, демонстрирующие высокую радиальную скорость и удаляющиеся от скопления. В результате поиска было обнаружено 55 таких объектов, что значительно превышает предыдущие данные — в десять раз. В основном это звезды, относящиеся к спектральным классам О и B, также присутствуют звезды Вольфа — Райе. Масса объектов значительно варьируется: от пяти до 140 солнечных масс. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Звезды, вырвавшиеся из R136, рассеялись в радиусе от 10 до 1500 световых лет от скопления. Не менее половины из этих звезд уже покинули область туманности Тарантул. Их излучение и звездный ветер оказывают влияние не только на разреженные области Большого Магелланова Облака, но и на близлежащие окрестности галактики.
Анализ возраста и траекторий убегающих звезд позволил авторам исследования установить, что скопление прошло через две волны «беженцев». Первая из них возникла во время формирования скопления, около 1,8 миллиона лет назад. В результате этой волны массивные звезды разлетелись в разные стороны.
Вторая волна сформировалась около 0,2 миллиона лет назад. Звезды, удаляющиеся от центра, движутся в основном в одном направлении. Предположительно, причиной их «побега» стало взаимодействие R136 с соседним звездным скоплением, которое в настоящее время расположено к северо-востоку от R136 на расстоянии около 17,6 световых лет.
Авторы научной работы полагают, что около трети массивных и ярких звезд скопления R136 являются убегающими. Ранее астрономы пытались определить количество таких звезд посредством моделирования. Согласно расчетам, у скоплений, сопоставимых по массе с R136, их должно быть как минимум вдвое меньше, а по некоторым моделям – в шесть раз меньше, чем было обнаружено у R136. Возможно, при корректировке параметров можно добиться соответствия результатов моделирования с данными наблюдений за R136, однако, вероятно, неточности связаны с самими моделями.
Звезды группы R136, находящиеся в процессе бегства, ответственны за 22% ионизирующего излучения, генерируемого яркими звездами в туманности Тарантул. Из этой доли 10% приходится на звезды, покинувшие туманность.
Предполагается, что в эпоху реионизации Вселенной основным источником излучения были яркие и массивные звезды, существовавшие в древних галактиках. Компьютерное моделирование этих процессов демонстрирует, что для реионизации выделяется недостаточно ионизирующего излучения. При этом в моделях не принимается во внимание эффект убегающих звезд. Вероятно, звезды, подобные тем, что покинули скопление R136, оказали значительное влияние на эволюцию Вселенной.