Астрономы насчитали 55 убегающих звезд из сердца туманности Тарантул

Астрономы провели перепись убегающих массивных звезд из скопления R136 в центре гигантской туманности Тарантул. Оказалось, что 55 найденных звезд такого типа можно разделить на две популяции, которые были выброшены в разное время и при помощи разных механизмов. Статья опубликована в журнале Nature.

R136 представляет собой крайне любопытное для астрофизиков звездное скопление, оно расположено в центральной зоне области звездообразования Тарантул в галактике-спутнике Млечного Пути Большом Магеллановом Облаке. В области находится более тысячи массивных звезд, которые образовались в ходе нескольких вспышек звездообразования за последние десятки миллионов лет. R136 сформировалось в ходе последней вспышки звездообразования и содержит несколько десятков массивных звезд классов O и B и звезды Вольфа — Райе. Среди них выделяется звезда R136a1, самая тяжелая из известных на сегодняшний день — ее масса составляет 150–200 масс Солнца, однако возможно, что она еще тяжелее.

Группа астрономов во главе с Митчелом Ступой (Mitchel Stoop) из Амстердамского университета опубликовала результаты исследований астрометрических данных из последнего каталога данных наблюдений космического телескопа Gaia, относящихся к скоплению R136. Ученые искали убегающие из скопления массивные звезды — подобный процесс может быть весьма активен в первые несколько миллионов лет жизни скопления, однако нет хороших оценок темпов возникновения таких объектов.

Исследователи обнаружили 55 звезд, которые обладали поперечной скоростью более 27,6 километра в секунду и были выброшены не позже трех миллионов лет назад. Они классифицируются как спектральные типы от раннего B до раннего O, есть также и звезды Вольфа — Райе. Масса звезд составляет от 5 до 140 масс Солнца, они находятся на расстоянии от 9,7 до 1500 световых лет от скопления и почти половина из них покинула туманность Тарантул.

Если говорить про кинематический возраст звезд, ориентирующийся на время начало выброса из скопления, то можно выделить два отдельных пика около 0,2 и 1,8 миллиона лет назад, при этом около миллиона лет назад темпы выброса звезд были самые низкие. Возраст R136 составляет 1–2,5 миллиона лет, поэтому пик выброса 1,8 миллиона лет назад может быть связан с процессом формирования скопления. Если же говорить про направления выброса звезд, то 16 из 18 светил с кинематическим возрастом менее миллиона лет выброшены к северу от скопления, что указывает на некий механизм, а не случайный процесс.

Ученые пришли к выводу, что в скоплении действовали два механизма генерации убегающих массивных звезд. Более кинематически старые (11 светил с возрастом 2,5 миллиона лет) звезды были выброшены при динамических взаимодействиях между звездами в центре скопления во время или вскоре после его формирования и демонстрируют изотропное распределение направлений выбросов. Более кинематически молодые звезды были выброшены через примерно 1,5 миллиона лет после формирования R136, когда оно столкнулось с другим близким скоплением, расположенным сейчас примерно в 17,6 светового года к северо-востоку от R136. Около 23–33 процентов самых ярких звезд, изначально родившихся в R136, оказываются убегающими, что больше чем предсказывали модели.

Интересно также отметить, что убегающие звезды из скопления вносят заметный вклад в ионизацию газа в туманности: на уровне 22 процентов от числа самых ярких звезд, причем десять процентов приходится на звезды за пределами молекулярного облака. Это важно для анализа наблюдений за очень далекими галактиками, которые были ответственны за реионизацию межгалактического газа в первый миллиард лет жизни Вселенной. Моделирования выхода фотонов из таких галактик обычно мало учитывают или не учитывают убегающие звезды.

Посмотреть на голубых гигантов и паутину из нитей молекулярного газа и голубых гигантов в Тарантуле можно тут и тут.