发现“悠悠球星”是造成偏离中心的宇宙气泡的原因

部分嵌入氢气云中的模拟星团。 图片来源:Michiko Fujii,Takaaki Takeda,4D2U 项目,日本国家天文台

天文学家开发了一种新模型来模拟婴儿星团的形成。 与著名的猎户座大星云真实案例进行比较表明,它偏离中心的电离气体气泡是由一颗被推出新生星团但现在又落回的大质量恒星引起的。

恒星群通常在冷氢气云中形成。 最亮和最大质量的恒星将周围的气体电离,使其太热而无法形成新的恒星。 通过这种方式,大质量恒星充当反馈,关闭新恒星的形成。 这些大质量恒星的作用对于了解恒星形成的整体过程很重要。

但在许多情况下,例如猎户座星云,电离气泡并不以星团中质量最大的恒星为中心。 为了形成这种偏离中心的气泡,来自星团中的大质量恒星的电离光必须克服星团中心密集的分子气体并到达星团的外围。 一种可能性是分散的大质量恒星可以在中心区域的致密分子气体中打一个洞,以帮助偏离中心的电离气泡开始。

由东京大学的 Michiko Fujii 领导的一组研究人员花了两年时间开发了一种模拟代码,可以准确地再现单个恒星的运动。 然后,他们使用由日本国家天文台 (NAOJ) 运营的 ATERUI II 模拟了一个类似于猎户座星云的案例,这是世界上最强大的专用于天文学模拟的超级计算机。

部分嵌入氢气云中的模拟星团。 蓝白色的点代表星星。 红色到绿色的区域代表气体,低温气体显示为红色,高温气体显示为绿色。 图片来源:Michiko Fujii,Takaaki Takeda,4D2U 项目,日本国家天文台

NAOJ 的研究小组成员 Yoshito Shimajiri 解释说:“模拟中恒星的速度分布与观测结果相匹配,”模拟表明,大质量、明亮、年轻的恒星可以通过与其他恒星的引力相互作用从星团中弹出。星星。”

同样在 NAOJ 进行部分分析的 Kohei Hattori 继续说:“其中一些被喷射出来的恒星会逃跑,永远不会回来。在其他情况下,就像在猎户座星云中观察到的那样,一颗大质量恒星可以被抛向远处。星团,在那里它引发了一个电离气泡,然后又落回了星团。”

藤井评价这项研究的未来潜力,“这个模拟不是我们模拟代码的极限。如果我们使用更多的CPU,它可以处理更大的星团。接下来我们要进行第一次star-by – 球状星团的星团形成模拟,其质量是我们在本研究中模拟的星团的 100 倍。”

这些结果出现在 2022 年 6 月 8 日的皇家天文学会月报上。