عشرات من النجوم الهاربة تم رصدها وهي تفر من تجمع نجمي كثيف في مجرة قمرية لمجرة درب التبانة. قد يعني تجمع النجوم السريعة أن هذه النجوم الهاربة كان لها تأثير أكبر على تطور الكون مما كان يُعتقد سابقًا، وفقًا لتقارير الفلكيين في 9 أكتوبر في مجلة ”Nature”.
تولد النجوم الضخمة في تجمعات شابة، حيث تكون متقاربة جدًا بحيث يمكن أن تدفع بعضها البعض بعيدًا عن مكانها. أحيانًا، يمكن أن تؤدي اللقاءات بين أزواج من النجوم الضخمة أو انفجارات سوبرنوفا مجاورة إلى دفع نجم للخروج تمامًا من التجمع، بحثًا عن حظه في المجرة الأوسع وما بعدها.
بحث عالم الفلك ميتشل ستوب وزملاؤه عن نجوم هاربة حول تجمع ضخم من النجوم الضخمة يسمى “رادكليف 136” باستخدام بيانات من مركبة “غايا” الفضائية حول سرعات ومواقع مليارات النجوم. يقع R136 على بعد حوالي 170,000 سنة ضوئية من الأرض في سحابة ماجلان الكبرى، وهي مجرة قزمة تدور حول درب التبانة.
يقول عالمة الفيزياء الفلكية سالي أوى من جامعة ميتشيغان: “التجمع هو كائن أيقوني”. الرؤية من حي الأرض واضحة جدًا لدرجة أننا نستطيع حقاً النظر إلى الأشياء عن قرب.
وجدت الدراسات السابقة عددًا قليلاً فقط من النجوم التي تفرّ من التجمع. ولكن خلال بحث أوسع، اكتشف ستوب عددًا مذهلاً يبلغ 55 نجمًا قد هربت بسرعات تتجاوز حوالي 100,000 كيلومتر في الساعة خلال الثلاثة ملايين سنة الماضية.
يقول ستوب: “إنه رقم مذهل للتفكير فيه”. تشير الملاحظة إلى أن ما يصل إلى ثلث brightest وأكبر نجوم ولدت في التجمع قد غادرت موطنها.
هذا يعني أن النجوم الهاربة قد تكون قوة غير مقدّرة بشكل كافٍ في الكون. هذه النجوم الضخمة، التي تتراوح كتلتها بين خمسة و140 مرة كتلة الشمس، تصدر إشعاعات فوق بنفسجية ورياح نجمية فوق صوتية يمكن أن تشكل الغاز والغبار المحيط بها. وعند نهاية حياتها، تنفجر هذه النجوم الثقيلة كسوبرنوفا وتوزع العناصر الثقيلة حول المجرة.
يقول ستوب: “في السابق كنا نتوقع ربما وجود عدد قليل فقط من الهاربين”. ولكن بسبب العدد المنخفض المفترض لها، يقول إنه يتم استبعادهم عادةً من الدراسات والمحاكاة. إذا فقد كل تجمع حوالي ثلث نجونه لصالح المجرة المحيطة بها أو حتى المساحة بين المجرات ، فإن ذلك يمكن أن يسهم بشكل كبير في ضخ جميع هذه الفوتونات فوق البنفسجية إلى الوسط بين المجرات.
يمكن أيضًا أن يكون لهؤلاء الهاربين تأثير عميق على تطور الكون المبكر. بعد بضع مئات الملايين سنة بعد الانفجار العظيم قبل أكثر من 13 مليار سنة ، كانت هناك بعض المصادر للإشعاع فوق البنفسجي التي قامت بإزالة الإلكترونات from fog pervasive of hydrogen atoms ، وهو ظاهرة تُعرف بإعادة التأين .
يعتقد علماء الفلك أنه جاء معظم الفوتونات (أو جزيئات الضوء) التي نظفت الضباب الكوني from dwarf galaxies . لكن المحاكاة وجدت أنه لا يمكن إلا لجزء صغير فقط escape environments of those galaxies . يقول ستوب إن stars runaway could help account for the difference .
“ربما حدث هذا أيضًا in [early universe] galaxies during the epoch of reionization”، كما يقول.
تقول أوى: “لا شك بأن للنجوم الهاربة أهمية كبيرة وقد تم تقدير قيمتها بشكل غير كافٍ”. لكنها تضيف أنه توجد طرق أخرى للحصول على الإشعاع المؤين خارج المجرات وليس واضحاً كم سيكون الفرق عند تضمين تلك النجمات الهاربة.
قد يؤثر توقيت هروب تلك النجمات أيضاً على الأهمية العامة للنجوم الهاربة بالنسبة لإعادة التأين.
من الغريب أنه لم يهاجر جميع هؤلاء النجمات دفعة واحدة؛ يعرف العلماء ذلك لأن لديهم سرعات ومسافات تلك النجمات ويمكنهم حساب متى بدأوا بالهروب. فر معظم الناجين R136 بجميع الاتجاهات منذ حوالي 1.8 مليون سنة عندما كان التجمع يتشكل؛ وهذا ما كنت تتوقعه إذا تم طردهم نتيجة لقاء مع نجومات ضخمة أخرى.
لكن 16 منهم غادروا التجمع مؤخرًا منذ حوالي 200,000 عام وكانوا جميعاً يهربون بنفس الاتجاه؛ يعتقد ستوب وزملاؤه بأن هروب هؤلاء النجمات ربما تم تحفيزه بواسطة اندماج مع تجمع آخر.
“هذا يبدو وكأنه حدث فريد نسبيًّا”، تقول عالمة الفيزياء الفلكية كايتلين كرتر جامعة أريزونا بتكسون؛ إذا كانت عملية الطرد المضاعفة لـR136 غير معتادة فقد يكون صعباً extrapolate how many stars other clusters lose to their cosmic surroundings; finding evidence of similar waves in other clusters would help resolve the question.
