Sterrenclusters zijn prachtige testbedden voor theorieën over de vorming en evolutie van sterren. Een van de problemen is dat dit constant evolueert, weg van de initiële verdeling als sterren afsterven of uit de cluster worden uitgestoten. Als zodanig is het begrijpen van deze mechanismen essentieel voor astronomen die willen terugkeren van de huidige bevolking naar het IMF.
Om dit doel te bereiken, zijn astronomen onder leiding van Vasilii Gvaramadze van de Universiteit van Bonn in Duitsland bezig met een onderzoek om jonge sterrenhopen te zoeken naar sterren die worden uitgeworpen.
In de eerste van twee studies die het team tot nu toe heeft uitgebracht, bestudeerden ze de cluster die is geassocieerd met de beroemde Adelaarsnevel. Deze nevel is bekend vanwege de beroemde "Pillars of Creation" -opname gemaakt door de verouderde Hubble-ruimtetelescoop, die torens van dicht gas laat zien die momenteel stervorming ondergaan.
Er zijn twee hoofdmethoden om sterren op de lam te ontdekken vanuit hun geboorteplaats. De eerste is om sterren individueel te onderzoeken en hun beweging in het luchtvlak (eigen beweging) te analyseren, samen met hun beweging naar of van ons af (radiale snelheid) om te bepalen of een bepaalde ster voldoende snelheid heeft om uit de cluster te ontsnappen. Hoewel deze methode betrouwbaar kan zijn, lijdt het omdat de sterrenhopen zo ver weg zijn, ook al zouden de sterren honderden kilometers per seconde kunnen bewegen, het duurt lang om deze te detecteren.
In plaats daarvan zoeken de astronomen in deze onderzoeken naar weggelopen sterren door de effecten die ze hebben op de lokale omgeving. Omdat jonge sterrenhopen grote hoeveelheden gas en stof bevatten, zullen sterren die er doorheen ploegen boegschokken veroorzaken, vergelijkbaar met die van een boot in de oceaan. Om hiervan te profiteren, zocht het team in de Adelaarsnevelcluster naar tekenen van boogschokken van deze sterren. Op zoek naar afbeeldingen uit verschillende onderzoeken vond het team drie van dergelijke boogschokken. Dezelfde methode werd gebruikt in een tweede onderzoek, dit keer met een analyse van een minder bekende cluster en nevel in Scorpius, NGC 6357. Dit onderzoek leverde zeven boogschokken op van sterren die het gebied ontvluchtten.
In beide onderzoeken analyseerde het team de spectrale typen van de sterren die hun massa zouden aangeven. Simulaties van nevels suggereerden dat het merendeel van de uitgeworpen sterren hun initiële kick krijgt omdat ze dichtbij het centrum van een cluster komen waar de dichtheid het hoogst is. Studies van clusters hebben aangetoond dat hun centra vaak worden gedomineerd door massieve O- en B-spectraalsterren, wat zou betekenen dat dergelijke sterren bij voorkeur zouden worden uitgeworpen. Deze twee onderzoeken hebben geholpen om te bevestigen dat voorspelling, aangezien alle sterren die ontdekten dat ze boogschokken hadden, enorme sterren in dit bereik waren.
Hoewel deze methode in staat is om weggelopen sterren te vinden, merken de auteurs op dat het een onvolledig onderzoek is. Sommige sterren hebben mogelijk voldoende snelheid om te ontsnappen, maar vallen nog steeds onder de lokale geluidssnelheid in de nevel, waardoor ze geen boogschok zouden kunnen veroorzaken. Als zodanig hebben berekeningen voorspeld dat ongeveer 20% van de ontsnappende sterren detecteerbare boogschokken zou moeten veroorzaken.
Het begrijpen van dit mechanisme is belangrijk omdat verwacht wordt dat het vroeg in hun leven de dominante rol zal spelen in de evolutie van de massaverdeling van clusters. Een alternatieve manier van uitwerpen bestaat uit sterren in een binaire baan. Als één ster een supernova wordt, vermindert het plotselinge massaverlies plotseling de zwaartekracht die de tweede ster in een baan om de aarde houdt, waardoor deze weg kan vliegen. Deze methode vereist echter dat een cluster op zijn minst oud genoeg is om sterren te hebben geëvolueerd tot het punt dat ze exploderen als supernova, waardoor het belang van dit mechanisme tot ten minste dat punt wordt vertraagd en de zwaartekrachtslingereffecten vroegtijdig kunnen domineren.
