Grupurile de stele sunt paturi de test minunate pentru teoriile formării stelare și evoluției. Una dintre probleme este că aceasta evoluează în mod constant, departe de distribuția inițială, pe măsură ce stelele mor sau sunt expulzate din cluster. Ca atare, înțelegerea acestor mecanisme este esențială pentru astronomii care doresc să se întoarcă din populația actuală către FMI.
Pentru a ajuta acest obiectiv, astronomii conduși de Vasilii Gvaramadze de la Universitatea din Bonn din Germania sunt angajați într-un studiu pentru a căuta grupuri tinere de stele în proces de a fi expulzate.
În primul dintre cele două studii lansate de echipă până acum, au studiat clusterul asociat celebrei nebuloase Eagle. Această nebuloasă este bine cunoscută datorită celebrei imagini „Stâlpii creației”, luate de Telescopul Spațial Hubble îmbătrânit, care arată turnuri de gaz dens în curs de formare de stele.
Există două metode principale pentru descoperirea stelelor de pe lăcașul de la locul lor de naștere. Prima este de a examina stelele individual și de a analiza mișcarea lor în planul cerului (mișcare adecvată) împreună cu mișcarea lor spre sau departe de noi (viteza radială) pentru a determina dacă o stea dată are o viteză suficientă pentru a scăpa de cluster. În timp ce această metodă poate fi de încredere, ea suferă deoarece grupurile sunt atât de departe, deși stelele ar putea să se miște la sute de kilometri pe secundă, este nevoie de perioade lungi de timp pentru a o detecta.
În schimb, astronomii din aceste studii caută stele fugitoare prin efectele pe care le au asupra mediului local. Întrucât grupurile tinere conțin cantități mari de gaz și praf, stelele care plutesc prin ea vor crea șocuri de arcuri, similare cu cele pe care le face o barcă în ocean. Profitând de acest lucru, echipa a percheziționat clusterul Nebula Eagle pentru semne de șocuri de arcuri din partea acestor stele. Căutând imagini din mai multe studii, echipa a găsit trei astfel de șocuri de arc. Aceeași metodă a fost folosită într-un al doilea studiu, de data aceasta analizând un grup și o nebuloasă mai puțin cunoscute în Scorpius, NGC 6357. Acest sondaj a arătat șapte șocuri de arcuri de stele care scapă din regiune.
În ambele studii, echipa a analizat tipurile spectrale ale stelelor care ar indica masa lor. Simulările nebuloaselor au sugerat că majoritatea stelelor expulzate primesc lovitura inițială, deoarece au o trecere apropiată spre centrul unui cluster unde densitatea este cea mai mare. Studiile asupra grupurilor au arătat că centrele lor sunt adesea dominate de stele masive de tip O și B spectrale, ceea ce ar însemna că astfel de stele vor fi expulzate în mod preferențial. Aceste două studii au contribuit la confirmarea prezicerii, deoarece toate stelele descoperite să aibă șocuri de arc sunt stele masive în acest interval.
În timp ce această metodă este capabilă să găsească stele scăpate, autorii observă că este un sondaj incomplet. Unele stele pot avea o viteză suficientă pentru a scăpa, dar se încadrează în viteza locală a sunetului din nebuloasă, ceea ce le-ar împiedica să creeze un șoc în arc. Ca atare, calculele au prezis că aproximativ 20% din stelele care scapă ar trebui să creeze șocuri de arc detectabile.
Înțelegerea acestui mecanism este importantă, deoarece este de așteptat să joace rolul dominant în evoluția distribuției în masă a grupurilor la începutul vieții. O metodă alternativă de ejecție implică stele într-o orbită binară. Dacă o stea devine supernova, pierderea bruscă de masă scade brusc forța gravitațională care ține a doua stea pe orbită, permițându-i să zboare. Cu toate acestea, această metodă necesită ca un cluster să fie cel puțin suficient de vechi pentru ca stelele să evolueze până la punctul în care explodează ca supernova, întârzind importanța acestui mecanism până la cel puțin acel punct și permițând efectelor gravitoriale de tip sling shot să domine mai devreme.
