Sternhaufen sind wunderbare Prüfstände für Theorien zur Sternentstehung und -entwicklung. Eines der Probleme besteht darin, dass sich dies ständig von der ursprünglichen Verteilung weg entwickelt, wenn Sterne sterben oder aus dem Cluster ausgestoßen werden. Daher ist das Verständnis dieser Mechanismen für Astronomen von entscheidender Bedeutung, die von der gegenwärtigen Bevölkerung zum IWF zurückkehren möchten.
Um dieses Ziel zu erreichen, führen Astronomen unter der Leitung von Vasilii Gvaramadze an der Universität Bonn eine Studie durch, um junge Cluster nach Sternen zu durchsuchen, die gerade ausgeworfen werden.
In der ersten von zwei bisher vom Team veröffentlichten Studien untersuchten sie den Cluster, der mit dem berühmten Adlernebel assoziiert ist. Dieser Nebel ist bekannt durch das berühmte Bild „Säulen der Schöpfung“, das vom alternden Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurde und Türme aus dichtem Gas zeigt, die sich derzeit in Sternentstehung befinden.
Es gibt zwei Hauptmethoden, um Sterne auf der Flamme von ihrem Geburtsort aus zu entdecken. Die erste besteht darin, Sterne einzeln zu untersuchen und ihre Bewegung in der Ebene des Himmels (Eigenbewegung) zusammen mit ihrer Bewegung auf uns zu oder von uns weg (Radialgeschwindigkeit) zu analysieren, um festzustellen, ob ein bestimmter Stern eine ausreichende Geschwindigkeit hat, um dem Cluster zu entkommen. Diese Methode kann zwar zuverlässig sein, leidet jedoch daran, dass die Cluster so weit entfernt sind, obwohl sich die Sterne mit Hunderten von Kilometern pro Sekunde bewegen könnten. Die Erkennung dauert jedoch lange.
Stattdessen suchen die Astronomen in diesen Studien nach außer Kontrolle geratenen Sternen anhand ihrer Auswirkungen auf die lokale Umwelt. Da junge Gruppen große Mengen an Gas und Staub enthalten, verursachen Sterne, die durch sie pflügen, Bugschocks, ähnlich denen, die ein Boot im Ozean macht. Aus diesem Grund suchte das Team im Eagle Nebula Cluster nach Anzeichen von Bogenschocks dieser Sterne. Bei der Suche nach Bildern aus mehreren Studien fand das Team drei solcher Bogenschocks. Dieselbe Methode wurde in einer zweiten Studie angewendet, in der diesmal ein weniger bekannter Cluster und Nebel in Scorpius, NGC 6357, analysiert wurde. Diese Umfrage ergab sieben Bogenschocks von Sternen, die aus der Region entkommen.
In beiden Studien analysierte das Team die Spektraltypen der Sterne, die ihre Masse anzeigen würden. Simulationen von Nebeln deuteten darauf hin, dass die Mehrheit der ausgestoßenen Sterne ihren ersten Tritt erhält, da sie nahe am Zentrum eines Clusters liegen, wo die Dichte am höchsten ist. Studien an Clustern haben gezeigt, dass ihre Zentren häufig von massiven O- und B-Sternen vom Spektraltyp dominiert werden, was bedeuten würde, dass solche Sterne bevorzugt ausgeworfen würden. Diese beiden Studien haben dazu beigetragen, die Vorhersage zu bestätigen, dass alle Sterne, bei denen Bogenschocks festgestellt wurden, massive Sterne in diesem Bereich waren.
Während diese Methode außer Kontrolle geratene Sterne finden kann, stellen die Autoren fest, dass es sich um eine unvollständige Umfrage handelt. Einige Sterne haben möglicherweise eine ausreichende Geschwindigkeit, um zu entkommen, fallen jedoch immer noch unter die lokale Schallgeschwindigkeit im Nebel, die verhindern würde, dass sie einen Bogenschock erzeugen. Berechnungen haben daher vorausgesagt, dass ungefähr 20% der entweichenden Sterne nachweisbare Bogenschocks erzeugen sollten.
Das Verständnis dieses Mechanismus ist wichtig, da erwartet wird, dass er die dominierende Rolle bei der Entwicklung der Massenverteilung von Clustern zu Beginn ihres Lebens spielt. Eine alternative Auswurfmethode beinhaltet Sterne in einer binären Umlaufbahn. Wenn ein Stern zu einer Supernova wird, verringert der plötzliche Massenverlust plötzlich die Gravitationskraft, die den zweiten Stern in der Umlaufbahn hält, so dass er wegfliegen kann. Diese Methode erfordert jedoch, dass ein Cluster mindestens alt genug ist, damit sich die Sterne bis zu dem Punkt entwickelt haben, an dem sie als Supernova explodieren. Dies verzögert die Bedeutung dieses Mechanismus bis mindestens zu diesem Punkt und ermöglicht es, dass die Gravitations-Schleudereffekte frühzeitig dominieren.
