巨大星團正在噴射出恆星

最近，大麥哲倫星系中的一個巨大星團R136引起了天文學家的關注。一組來自阿姆斯特丹大學的研究團隊利用蓋亞（Gaia）於2022釋出的資料（Gaia DR3）發現55個高速移動的恆星，這些恆星都來自於R136。

R136位於大麥哲倫星系的蜘蛛星雲中，距離地球約16萬光年，是宇宙中規模最大的星團之一，含有許多年齡僅數百萬年的巨大年輕恆星。當星團形成時，氣體的隨機運動轉移到正在形成的恆星上。在星團中交錯運動的恆星中，恆星被噴射出去並不罕見。

蜘蛛星雲恆星形成區域及其中心的R136超星團，攝自哈伯太空望遠鏡。圖片來源：NASA, ESA, ESO

研究團隊發現這些被噴射出去的恆星以超過每小時10萬公里（約每秒28公里）的速度移動。這些巨大恆星的壽命僅有數百萬年，當它們被噴射到約1000光年遠的距離後會爆炸成為超新星，最終形成中子星或黑洞。

來自R136的逃逸恆星（過去300萬年內）在天空中的分佈。箭頭指向橫向運動的方向，其長度與相對於R136的橫向速度成正比（範圍約為每秒28至195公里）。黑色輪廓或者白色填充標記的箭頭表示年齡小於或者大於100萬年的恆星。恆星的當前位置和橫向運動根據光譜類型著色。圖片來源：Stoop, M., de Koter, A., Kaper, L. et al. Two waves of massive stars running away from the young cluster R136. Nature (2024)

測量結果顯示這些恆星並不是在星團歷史中的單一特定時期被噴射出去的。第一次事件發生在180萬年前，正好是星團形成之時，另一次事件大約發生在20萬年前。在星團形成初期的第一次事件中，恆星以幾乎隨機的方向噴射，但在第二次事件中，恆星的運動方向則較為一致。這次有序的噴射可能是因R136與另一個鄰近星團的相互作用所致。

研究顯示，有三分之一的恆星被噴射出它們的起始位置，這意味著這些被噴射的恆星可能影響到星系中的其他區域並影響星系的演化歷程。甚至有可能宇宙演化歷史中早期的恆星噴射，通過紫外線輻射對宇宙的「再游離」（Reionization）做出貢獻。（編譯／王庭萱）

研究成果已經發表在《自然》期刊，並在arXiv留存預印版本。