Astronomer har utvecklat en ny modell för att simulera bildandet av en klunga av babystjärnor. Jämförelse med det välkända verkliga fallet med Orionnebulosan visar att dess off-center bubbla av joniserad gas orsakades av en massiv stjärna som trycktes ut ur det nyfödda klustret men nu faller tillbaka in.

Grupper av stjärnor bildas ofta tillsammans i moln av kall vätgas. De ljusstarkaste och mest massiva stjärnorna joniserar den omgivande gasen, vilket gör den för varm för att bilda nya stjärnor. På så sätt fungerar massiva stjärnor som en återkoppling och stänger av ny stjärnbildning. Rollen för dessa massiva stjärnor är viktig för att förstå den övergripande processen för stjärnbildning.

Men i många fall, som Orionnebulosan, är den joniserade bubblan inte centrerad på de mest massiva stjärnorna i klustret. För att bilda sådana bubblor utanför centrum måste joniserande ljus från de massiva stjärnorna i klustret övervinna den täta molekylära gasen i klustrets centrum och nå utkanten av klustret. En möjlighet är att utspridda massiva stjärnor kan slå ett hål i den täta molekylära gasen i den centrala regionen för att hjälpa joniserade bubblor utanför centrum att komma igång.

Ett team av forskare ledda av Michiko Fujii vid University of Tokyo ägnade två år åt att utveckla en simuleringskod som exakt kan återge enskilda stjärnors rörelser. De simulerade sedan ett fall som liknar Orionnebulosan med hjälp av ATERUI II som drivs av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), världens mest kraftfulla superdator dedikerad till astronomisimuleringar.

"Hastighetsfördelningen av stjärnorna i simuleringen matchar resultatet från observationer", förklarar Yoshito Shimajiri, en forskargruppsmedlem vid NAOJ, "Simuleringarna visar att massiva, ljusa, unga stjärnor kan kastas ut från klustret genom gravitationsinteraktioner med andra stjärnor."

Kohei Hattori också vid NAOJ, som utförde en del av analysen, fortsätter:"Några av dessa utskjutna stjärnor springer iväg för att aldrig återvända. I andra fall, som det som observeras i Orionnebulosan, kan en massiv stjärna kastas ett avstånd från klustret, där det initierar en joniserad bubbla, och sedan faller tillbaka in i klustret."

Fujii kommenterar den framtida potentialen för denna forskning, "Denna simulering är inte gränsen för vår simuleringskod. Om vi ​​använder ett större antal processorer kan den behandla ännu mer massiva stjärnhopar. Därefter vill vi genomföra den första star-by -stjärnhopbildningssimulering av klothopar, som är 100 gånger mer massiva än stjärnhopen vi simulerade i denna studie."

Dessa resultat dök upp i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society den 8 juni 2022. + Utforska vidare

Bild:Nebulosan tar fram massiva stjärnor i den nya Hubble-bilden