Los cúmulos estelares son maravillosos bancos de pruebas para teorías de formación y evolución estelar. Uno de los problemas es que esto evoluciona constantemente lejos de la distribución inicial a medida que las estrellas mueren o son expulsadas del cúmulo. Como tal, comprender estos mecanismos es esencial para los astrónomos que buscan retroceder de la población actual al FMI.
Para ayudar en este objetivo, los astrónomos dirigidos por Vasilii Gvaramadze en la Universidad de Bonn en Alemania participan en un estudio para buscar estrellas en grupos de jóvenes en el proceso de expulsión.
En el primero de los dos estudios publicados por el equipo hasta ahora, estudiaron el grupo asociado con la famosa Nebulosa del Águila. Esta nebulosa es bien conocida debido a la famosa imagen de los "Pilares de la Creación" tomada por el antiguo telescopio espacial Hubble, que muestra torres de gas denso actualmente en formación estelar.
Existen dos métodos principales para descubrir estrellas en la fuga desde su lugar de nacimiento. El primero es examinar las estrellas individualmente y analizar su movimiento en el plano del cielo (movimiento apropiado) junto con su movimiento hacia o lejos de nosotros (velocidad radial) para determinar si una estrella dada tiene la velocidad suficiente para escapar del cúmulo. Si bien este método puede ser confiable, sufre porque los cúmulos están muy lejos, a pesar de que las estrellas podrían moverse a cientos de kilómetros por segundo, lleva mucho tiempo detectarlo.
En cambio, los astrónomos en estos estudios buscan estrellas fugitivas por los efectos que tienen en el medio ambiente local. Dado que los cúmulos jóvenes contienen grandes cantidades de gas y polvo, las estrellas que lo atraviesan crearán choques de proa, similares a los que produce un barco en el océano. Aprovechando esto, el equipo buscó en el cúmulo de la Nebulosa del Águila signos de golpes de arco de estas estrellas. Al buscar imágenes de varios estudios, el equipo encontró tres de estos golpes de arco. El mismo método se utilizó en un segundo estudio, esta vez analizando un cúmulo y una nebulosa menos conocidos en Scorpius, NGC 6357. Esta encuesta arrojó siete descargas de estrellas de arco que escapan de la región.
En ambos estudios, el equipo analizó los tipos espectrales de las estrellas que indicarían su masa. Las simulaciones de nebulosas sugirieron que la mayoría de las estrellas expulsadas reciben su puntapié inicial ya que tienen un pase cercano al centro de un cúmulo donde la densidad es la más alta. Los estudios de los cúmulos han demostrado que sus centros suelen estar dominados por estrellas masivas de tipo espectral O y B, lo que significaría que dichas estrellas serían expulsadas preferentemente. Estos dos estudios han ayudado a confirmar esa predicción, ya que todas las estrellas descubiertas que tenían descargas de arco eran estrellas masivas en este rango.
Si bien este método puede encontrar estrellas fugitivas, los autores señalan que es una encuesta incompleta. Algunas estrellas pueden tener suficiente velocidad para escapar, pero aún así caen por debajo de la velocidad del sonido local en la nebulosa, lo que evitaría que crearan una descarga de arco. Como tal, los cálculos han pronosticado que aproximadamente el 20% de las estrellas que escapan deberían crear descargas de arco detectables.
Comprender este mecanismo es importante porque se espera que juegue un papel dominante en la evolución de la distribución masiva de los grupos al principio de su vida. Un método alternativo de eyección involucra estrellas en una órbita binaria. Si una estrella se convierte en una supernova, la pérdida repentina de masa disminuye repentinamente la fuerza gravitacional que mantiene a la segunda estrella en órbita, lo que le permite volar. Sin embargo, este método requiere que un grupo al menos tenga la edad suficiente para que las estrellas hayan evolucionado hasta el punto en que explotan como supernova, retrasando la importancia de este mecanismo hasta al menos ese punto y permitiendo que los efectos gravitacionales de la honda dominen desde el principio.
