تلسکوپ فضایی گایا با کشف فرار ۵۵، ستاره‌ای را با سرعت ۸۰ برابر صوت از خوشه ستاره‌ای دور می‌کند

ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی گایا اروپا، ۵۵ ستاره فراری را شناسایی کرده اند که با سرعت بالا از یک خوشه جوان متراکم در ابر ماژلانی بزرگ (LMC)، کهکشان اقماری کهکشان راه شیری ما پرتاب می شوند. این اولین باری است که ستاره های زیادی از یک خوشه ستاره ای فرار می کنند.

خوشه ستاره‌ای R136 که در فاصله ۱۵۸,۰۰۰ سال نوری از ما قرار دارد، خانه صدها هزار ستاره است و در منطقه وسیعی از تشکیل ستاره‌های پرنور در کهکشان ابر کوچکتر ما (LMC) واقع شده است. این مکان میزبان برخی از بزرگترین ستارگانی است که تاکنون توسط ستاره‌شناسان مشاهده شده‌اند، برخی از آن‌ها با جرمی معادل ۳۰۰ برابر جرم خورشید.

ستاره های فراری در دو میلیون سال گذشته در دو انفجار به بیرون پرتاب شدند. برخی از آنها با سرعتی بیش از ۶۲۰۰۰ مایل در ساعت (۱۰۰۰۰۰ کیلومتر در ساعت) دور از خانه خود می دوند – تقریباً ۸۰ برابر سریعتر از سرعت صوت روی زمین. گریزها به اندازه کافی جرم دارند که در ابرنواخترها بمیرند و سیاهچاله ها یا ستارگان نوترونی را پشت سر بگذارند، مانند موشک های کیهانی رفتار خواهند کرد که تا ۱۰۰۰ سال نوری از نقطه مبدا خود منفجر می شوند.

این کشف توسط تیمی از اخترشناسان به رهبری میچل استوپ محقق دانشگاه آمستردام با استفاده از Gaia انجام شد که دقیقاً موقعیت میلیاردها ستاره را رصد می کند. این یافته ها تعداد ستاره های فرار شناخته شده را تا ۱۰ برابر افزایش می دهد.

دانشمندان فکر می کنند که ستارگان از خوشه های ستاره ای جوان مانند R136 تبعید می شوند – که تخمین زده می شود کمتر از ۲ میلیون سال قدمت داشته باشد (که ممکن است باستانی به نظر برسد، اما آن را با منظومه شمسی ۴.۶ میلیارد ساله ما مقایسه کنید) – زمانی که نوزادان ستاره ای شلوغ از هم عبور می کنند. مسیرهاو باعث می شوند که مدارها از نظر گرانشی مختل شوند. با این حال، چیزی که تیم را شگفت زده کرد، افشای این بود که بیش از یک رویداد بزرگ فرار در R136 اتفاق افتاده است، و دومین رویداد اخیراً (حداقل از نظر کیهانی) اتفاق افتاده است.

استوپ در بیانیه ای گفت: اولین قسمت ۱.۸ میلیون سال پیش بود، زمانی که این خوشه شکل گرفت و با پرتاب ستاره ها در طول تشکیل خوشه مطابقت دارد. «قسمت دوم فقط ۲۰۰۰۰۰ سال پیش بود و ویژگی های بسیار متفاوتی داشت.

به عنوان مثال، ستاره‌های فراری این قسمت دوم کندتر حرکت می‌کنند و مانند قسمت اول در جهت‌های تصادفی تیراندازی نمی‌شوند، بلکه در جهتی ترجیح داده می‌شوند.

تصور می شود که این دو قسمت منجر به پرتاب R136 به اندازه یک سوم از پرجرم ترین ستاره های خود در چند میلیون سال گذشته شده است.

الکس دی کوتر، عضو تیم و محقق دانشگاه آمستردام در بیانیه‌ای گفت: «ما فکر می‌کنیم که اپیزود دوم پرتاب ستاره‌ها به دلیل تعامل R136 با خوشه دیگری در نزدیکی آن بود که تنها در سال ۲۰۱۲ کشف شد. قسمت دوم ممکن است پیش‌بینی کند که این دو خوشه در آینده نزدیک با هم ترکیب و ادغام خواهند شد.

ستارگان پرجرم مانند آنهایی که توسط این خوشه ستاره ای جوان به بیرون پرتاب می شوند، می توانند میلیون ها بار درخشان تر از خورشید باشند و بیشتر انرژی خود را به صورت نور ماوراء بنفش شدید ساطع می کنند. اما این نیرو هزینه دارد: ستارگان عظیمی مانند اینها از طریق سوخت خود برای همجوشی هسته ای به سرعت می سوزند.

این بدان معناست که در حالی که خورشید ما حدود ۱۰ میلیارد سال زندگی خواهد کرد، زندگی ستارگان عظیم پس از میلیون ها سال به پایان خواهد رسید. خورشید در یک ناله به زندگی خود پایان می دهد و به عنوان یک بقایای ستاره ای خنک کننده به نام کوتوله سفید محو می شود، اما این ستاره های عظیم با یک انفجار خاموش می شوند و در انفجارهای ابرنواختری فوران می کنند.

خوشه ستاره ای پریما دونا در حال از دست دادن قدرت ستاره ای خود است

هدف اصلی این تیم آزمایش توانایی‌های گایا بود، ماموریت آژانس فضایی اروپا که وظیفه جمع‌آوری داده‌ها را برای ساختن نقشه سه‌بعدی کهکشان راه شیری دارد. LMC آزمایش خوبی ارائه می دهد زیرا بسیار دورتر از ستاره هایی است که گایا معمولاً در کهکشان خانگی ما مطالعه می کند.

دی کوتر در پایان گفت: ‘R136 فقط ۱.۸ میلیون سال پیش شکل گرفته است، و بنابراین ستاره های فراری هنوز نمی توانند آنقدر دور باشند که شناسایی آنها غیرممکن شود.’ ‘اگر بتوانید تعداد زیادی از آن ستاره ها را بیابید، می توانید اظهارات آماری قابل اعتمادی ارائه دهید. این فراتر از انتظار عمل کرد و ما از نتایج فوق العاده خوشحالیم. کشف چیز جدید همیشه برای یک دانشمند هیجان انگیز است.’