Un paio di studi dell'Università del Michigan rivelano come alcune stelle massicce, stelle otto o più volte la massa del nostro sole, si isolano nell'universo:il più delle volte, i loro ammassi stellari li cacciano via.

Le stelle massicce risiedono tipicamente in ammassi. Le stelle massicce isolate sono chiamate stelle massicce di campo. Gli articoli pubblicati dagli studenti di U-M hanno esaminato la maggior parte di queste stelle nella Piccola Nube di Magellano, una galassia nana vicino alla Via Lattea.

Gli studi, apparso nello stesso numero di Il Giornale Astrofisico , rivelano come si originano queste stelle massicce di campo, o diventare così isolato. Capire come le stelle massicce di campo si isolano, se si formano isolatamente o se si isolano venendo espulse da un ammasso stellare, aiuterà gli astronomi a sondare le condizioni in cui si formano le stelle massicce. Comprendere questo e la formazione degli ammassi è fondamentale per capire come si evolvono le galassie.

"Circa un quarto di tutte le stelle massicce sembra essere isolato, e questa è la nostra grande domanda, ", ha detto il recente studente universitario Johnny Dorigo Jones. "Come sono stati trovati isolati, e come ci sono arrivati».

Dorigo Jones mostra nel suo articolo che la stragrande maggioranza delle stelle massicce di campo sono "fuggitive, ' o stelle espulse da ammassi. La studentessa laureata Irene Vargas-Salazar ha cercato stelle massicce di campo che potrebbero essersi formate in relativo isolamento cercando prove di piccoli ammassi intorno a loro. Ciò significa che queste stelle relativamente isolate potrebbero essersi formate insieme a queste stelle più piccole. Ma ha trovato pochissimi di questi deboli ammassi.

"Poiché le stelle massicce richiedono molto materiale per formarsi, di solito ci sono molte stelle più piccole intorno a loro, " ha detto Vargas-Salazar. "Il mio progetto chiede specificamente quante di queste stelle massicce di campo potrebbero essersi formate nel campo".

Dorigo Jones ha esaminato come le stelle massicce di campo vengono espulse dagli ammassi. Esamina i due diversi meccanismi che producono le fughe:l'espulsione dinamica e l'espulsione di supernova binaria. Nel primo, le stelle massicce vengono espulse dai loro ammassi, fino a mezzo milione di miglia all'ora, a causa delle configurazioni orbitali instabili dei gruppi stellari. Nel secondo, una stella massiccia viene espulsa quando una coppia binaria ha una stella che esplode e lancia la sua compagna nello spazio.

"Avendo le velocità e le masse delle nostre stelle, siamo in grado di confrontare le distribuzioni di quei parametri con le previsioni del modello per determinare i contributi determinati da ciascuno dei meccanismi di espulsione, " Disse Dorigo Jones.

Ha scoperto che le espulsioni dinamiche - espulsioni causate da configurazioni orbitali instabili - erano da 2 a 3 volte più numerose delle espulsioni di supernova. Ma Dorigo Jones ha anche scoperto i primi dati osservativi che mostrano che una grande frazione delle stelle massicce di campo proveniva da una combinazione di espulsioni sia dinamiche che di supernova.

"Questi sono stati studiati in passato, ma ora abbiamo fissato i primi vincoli osservativi sul numero di questi fuggiaschi in due fasi, " ha detto. "Il modo in cui raggiungiamo questa conclusione è essenzialmente che stiamo vedendo che le stelle che tracciano le espulsioni di supernova nel nostro campione sono un po' troppo numerose e troppo veloci rispetto alle previsioni del modello. Puoi immaginare che questo venga risolto da queste stelle che vengono riaccelerate su un calcio di supernova, essere stato prima espulso dinamicamente."

I ricercatori hanno scoperto che potenzialmente fino alla metà delle stelle che si pensava inizialmente provenissero da espulsioni di supernova sono state espulse per la prima volta dinamicamente.

Le scoperte di Vargas-Salazar supportano anche l'idea che la maggior parte delle stelle massicce di campo siano fuggitive, ma ha osservato condizioni opposte:ha cercato stelle massicce di campo che si sono formate in relativo isolamento in piccoli ammassi di stelle più piccole, dove si trova l'enorme stella bersaglio, chiamato la "punta dell'iceberg, o cluster TIB. Lo ha fatto usando due algoritmi, "amici di amici" e "vicini più prossimi, " per cercare quegli ammassi intorno a 310 stelle massicce di campo nella Piccola Nube di Magellano.

L'algoritmo "amici degli amici" misura la densità numerica delle stelle contando quante stelle ci sono a una distanza specifica dalla stella bersaglio e quindi facendo lo stesso per quelle stelle a turno. Più fitte sono le stelle, più è probabile che sia un cluster. L'algoritmo dei "vicini più vicini" misura la densità del numero di stelle tra la stella bersaglio e le sue 20 compagne più vicine. Più compatto e denso è il gruppo, più è probabile che siano cluster, ha detto Vargas-Salazar.

Utilizzando test statistici, Vargas-Salazar ha confrontato queste osservazioni con tre set di dati di campi casuali e ha confrontato le stelle massicce in fuga note con quelle non in fuga. Ha scoperto che solo alcune delle stelle massicce di campo sembravano avere ammassi TIB intorno a loro, suggerendo che pochissimi si siano effettivamente formati sul campo. L'equilibrio delle stelle di campo deve aver avuto origine come fuggiasche.

"Alla fine, abbiamo mostrato che il 5% o meno delle stelle aveva ammassi TIB. Anziché, i nostri risultati implicano che la maggior parte delle stelle nei campioni di campo potrebbero essere fuggitive, " ha detto Vargas-Salazar. "I nostri risultati stanno effettivamente supportando il risultato che Johnny ha trovato, avvolto in un piccolo fiocco pulito."

Le scoperte di Vargas-Salazar forniscono parte della risposta alla domanda su come si formano le stelle massicce, dice Sally Oey, autore senior di entrambi gli articoli e professore di astronomia alla U-M.

"Il lavoro di Johnny e Irene è il rovescio della stessa medaglia, " ha detto Oey. "I numeri di Irene sono coerenti con quelli di Johnny in quanto la stragrande maggioranza delle stelle massicce di campo sono fuggitive, ma che alcuni non lo sono. Questa è una scoperta fondamentale per capire come si formano stelle e ammassi massicci, e in quali condizioni".