Desítky masivních hvězd byly vyvrženy z mladé hvězdokupy R136

Na připojeném obrázku je umělecké ztvárnění hvězdokupy R136 obsahující statisíce hvězd v obrovské hvězdotvorné oblasti ve Velkém Magellanově mračnu. Ve dvou explozích za poslední dva miliony let z ní bylo vyvrženo 55 masivních hvězd rychlostí vyšší než 100 000 km/hod. Uprchlé hvězdy jsou ve skutečnosti jako bílé tečky viditelné po celém poli. K určení, které hvězdy byly z hvězdokupy vymrštěny, byla zapotřebí použít data z observatoře Gaia.

Astronomové na základě dat z evropského vesmírného dalekohledu Gaia objevili 55 rychlých hvězd vyvržených z mladé hvězdokupy R136 ve Velkém Magellanově mračnu, satelitní galaxii Mléčné dráhy. Tím se desetinásobně zvýšil počet známých „unikajících hvězd“ v této oblasti. Tým astronomů z Amsterodamské univerzity, Leidenské univerzity a Radboudovy univerzity (Nizozemsko) zveřejnil výsledky v časopise Nature.

Při vzniku hvězdokup mohou blízké srážky těsně na sebe navazujících a napříč se pohybujících novorozených hvězd vést k vyvržení stálic z mladé hvězdokupy. Astronomové pod vedením doktoranda UvA (Universiteit van Amsterdam) Mitchela Stoopa zjistili, že mladá hvězdokupa R136 vymrštila za posledních několik milionů let až třetinu svých nejhmotnějších hvězd rychlostí přesahující 100 000 km/hod. Tyto hvězdy urazí až 1 000 světelných let od místa svého zrodu, než na konci svého života explodují jako supernovy a vytvoří neutronovou hvězdu nebo černou díru.

Dvě období
Mitchel Stoop a jeho kolegové však učinili ještě jeden překvapivý objev. Když byly hvězdy dynamicky vyvrhovány, neexistovalo jedno období, ale dvě. Stoop vysvětluje: První období se odehrálo před 1,8 milionem let, kdy se hvězdokupa zformovala a odpovídá vyvrhování hvězd během vzniku hvězdokupy. Druhá epizoda se odehrála před pouhými 200 000 lety a měla zcela odlišné charakteristiky. Například unikající hvězdy této druhé epizody se pohybují pomaleji a nejsou vystřelovány náhodnými směry jako v první epizodě, ale preferovaným směrem.

„Domníváme se, že druhá epizoda unikajících hvězd byla způsobena interakcí R136 s jinou blízkou hvězdokupou, která byla objevena teprve v roce 2012. Druhá epizoda může předpovídat, že se obě hvězdokupy v blízké budoucnosti smíchají a splynou,“ říká spoluautor Alex de Koter (UvA).

Hmotné hvězdy nakonec explodují jako supernovy. Během svého života jsou extrémně jasné – až milionkrát jasnější než Slunce – a vyzařují především ultrafialové světlo, které ionizuje okolní vodíkový plyn. Žijí jen krátce (miliony let) a obvykle ještě explodují v oblasti vzniku hvězd, ve které se zrodily. Taková hvězdotvorná oblast se skládá z oblaků plynu a prachu, které tlumí vliv, který mají masivní hvězdy na své okolí.

Je to poprvé, co byl nalezen tak velký počet (55) vysokorychlostních hvězd pocházejících z jedné hvězdokupy. R136 je velmi zvláštní hvězdokupa se stovkami tisíc hvězd včetně nejhmotnějších známých hvězd (až 300krát hmotnějších než Slunce). Je součástí největší nám známé hvězdotvorné oblasti v okruhu pěti milionů světelných let.

„Nyní, když jsme zjistili, že třetina masivních hvězd je vyvržena z oblastí svého zrodu již v rané fázi svého života – a že jejich vliv přesahuje tyto oblasti – je vliv masivních hvězd na strukturu a vývoj galaxií pravděpodobně mnohem větší, než se dosud předpokládalo. Je dokonce možné, že hvězdy, které se zformovaly v raném vesmíru, významně přispěly k tzv. reionizaci vesmíru způsobené ultrafialovým světlem,“ říká spoluautor Lex Kaper (UvA).

Testování limitů
Astronomové použili data z vesmírného teleskopu Gaia, který měří polohy, vzdálenosti a rychlosti více než miliardy hvězd. Gaia se nachází daleko za Měsícem, ve vzdálenosti 1,5 milionu kilometrů od Země. Hlavním cílem týmu bylo otestovat hranice možností dalekohledu Gaia. R136 se nachází ve Velkém Magellanově mračnu, sesterské galaxii Mléčné dráhy, ve vzdálenosti 160 000 světelných let. To je pro měření pomocí systému Gaia extrémně daleko.

„Hvězdokupa R136 se zformovala teprve před 1,8 milionu let, a proto nemohly být hvězdy na útěku ještě tak daleko, aby je nebylo možné identifikovat. Pokud se vám podaří najít mnoho takových hvězd, můžete učinit spolehlivá statistická tvrzení. To se podařilo nad očekávání a my jsme s výsledky nesmírně spokojeni. Objevit něco nového je pro vědce vždy vzrušující,“ uzavírá De Koter.

Mimochodem, nizozemský astronom Adriaan Blaauw (*12. 4. 1914 - †1. 12. 2010) během svého výzkumu (1946) objevil první náznaky existence hvězd na útěku, tj. hvězd pohybujících se vysokou rychlostí a unikající z naší Galaxie. Díky datům nejprve z vesmírné mise ESA Hipparcos, kterou Blaauw spoluvedl, a nyní z programu Gaia lze podrobně studovat hvězdokupy a pohyby prchajících hvězd.

Zdroj: https://api.uva.nl/content/news/2024/10/dozens-of-massive-stars-launched-from-young-star-cluster-r136.html?origin=r67NetATRQ2YmqT5f7LpUQ&cb&cb a https://allesoversterrenkunde.nl/!/actueel/nieuws/_detail/gli/tientallen-zware-sterren-gelanceerd-uit-jonge-ster/

autor: František Martinek