Астрономы нашли две «волны» массивных убегающих звезд, которые могут объяснить реионизацию Вселенной

Массивные звезды обычно формируются в плотных звездных скоплениях. Своим сильным излучением и звездным ветром они значительно влияют на происходящее в их окрестностях — не только когда взрываются сверхновыми, но и на протяжении всей своей эволюции. Важно, что эти молодые звезды нередко вылетают из скопления, особенно в первые, самые динамичные миллионы лет его эволюции. Такие звезды называют убегающими. Они быстро летят сквозь межзвездное пространство вдали от места своего образования.

Вылетая из скоплений, убегающие звезды начинают воздействовать уже на другие области космоса. Чтобы оценить масштабные последствия их активности, нужно понимать, сколько образуется «звезд-беженцев». С целью оценить их численность астрономы из Амстердамского университета (Нидерланды) с коллегами из других университетов изучили убегающие звезды скопления Radcliffe 136 (R136).

Компактное звездное скопление R136 сформировалось в результате самой недавней вспышки звездообразования в туманности Тарантул, расположенной в Большом Магеллановом Облаке, галактике — спутнике Млечного Пути. За миллионы лет активности там прошло несколько вспышек звездообразования и накопилось несколько тысяч массивных звезд.

Используя данные обзора Gaia, астрономы искали яркие звезды, с достаточно высокой скоростью летящие от скопления. Удалось найти 55 таких объектов — на порядок больше, чем было известно ранее. Преимущественно это звезды спектральных классов О и B, есть там и звезды Вольфа — Райе. Разброс масс объектов велик: от пяти до 140 солнечных масс. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Убегающие звезды разлетаются во все стороны от R136 и сейчас находятся на расстоянии от 10 до полутора тысяч световых лет от скопления. Получается, как минимум половина из убегающих звезд даже покинула область туманности Тарантул. Своим излучением и ветром они теперь воздействуют не только на окружающие их довольно пустые области Большого Магелланова Облака, но и на ближайшие окрестности галактики.

Изучив возраст и движение убегающих звезд, авторы нового исследования пришли к выводу: у скопления было две волны «беженцев». Первая волна убегающих звезд образовалась при формировании самого скопления, примерно 1,8 миллиона лет назад. Эти массивные звезды разлетелись во все стороны.

Вторая волна возникла 0,2 миллиона лет назад. Убегающие звезды летят примерно в одном направлении. Вероятно, причиной «побега» стала «встреча» R136 с соседним скоплением, которое сейчас находится на северо-востоке от R136, на расстоянии примерно 17,6 светового года.

По оценке авторов научной работы, треть массивных и ярких звезд скопления R136 стали убегающими звездами. В ранее проведенных исследованиях астрономы пробовали моделировать численность убегающих звезд. У скоплений, схожих по массе с R136, согласно расчетам, их должно быть как минимум в два раза меньше, а по некоторым моделям — и в шесть раз меньше, чем нашлось у R136. Вероятно, если подобрать параметры, можно воспроизвести данные наблюдений за R136, но проблема, скорее всего, в самих моделях.

Убегающие звезды R136 создают 22% ионизирующего излучения ярких звезд в туманности Тарантул, причем 10% приходится на светила, которые вылетели из туманности.

Считается, что именно яркие массивные звезды в древних галактиках послужили главным источником излучения в эпоху реионизации Вселенной. Компьютерные модели этих процессов не дают необходимого для реионизаации количества ионизирующего излучения. Главное — убегающие звезды в этих моделях не учитываются. Возможно, именно звезды вроде тех, что улетели из R136, сыграли важную роль в эволюции Вселенной.