"Frågan är vilken fysisk process som samtidigt kan producera både likheter och skillnader mellan stjärnor inom samma kluster?", sa huvudförfattaren Dr Jinjin Li, från Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) och universitetet i Tokyo, Japan.
I artikeln publicerad i Astrophysical Journal föreslår Dr Li en ny modell som förklarar de observerade egenskaperna hos syskonstjärnor genom att ta hänsyn till den inre dynamiken och kaotiska karaktären hos de molekylära molnen där stjärnorna bildas.
Modellen beskriver hur gasen i molekylmolnet genomgår en serie fragmenteringar, vilket leder till bildandet av flera täta kärnor och i slutändan till födelsen av enskilda stjärnor. Olika regioner inom molnet kan uppleva olika fysiska förhållanden, såsom densitet, temperatur och kemisk sammansättning, vilket orsakar variationer i de resulterande stjärnorna.
Till exempel tenderar den mest massiva stjärnan i en klunga att bildas i molnets tätaste kärna, och den är vanligtvis omgiven av mindre stjärnor som bildats i mindre täta områden. Denna fördelning kan reproduceras genom att simulera de mycket dynamiska processer som sker inuti molekylära moln, såsom supersoniska turbulenta rörelser, inflöden, utflöden och fragmentering.
Modellen reproducerar framgångsrikt en rad observationsresultat, inklusive fördelningen av stjärnmassor, förhållandet mellan stjärnor med låg massa och frekvensen av binära stjärnsystem. Den förklarar också vissa särdrag i den observerade initiala massfunktionen (IMF) - fördelningen av stjärnmassor för en given klunga - och ger insikter om varför vissa massiva stjärnor i en klunga har lägre metalliciteter (högre förekomst av primordialt helium) än förväntat.
"Vår studie belyser molnmiljöns roll och de kaotiska processerna under molnets utveckling för att forma egenskaperna hos stjärnkluster", säger Dr Li. "Detta arbete ger en mer omfattande förståelse av det komplexa samspelet mellan den interna dynamiken hos molekylära moln och uppkomsten av stjärnpopulationer i universum."
