Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Science, всесвіт рясніє безліччю більш масивних зірок, ніж раніше думали астрономи. Оскільки масивні зірки відіграють вирішальну роль у формуванні нашого всесвіту - через зоряні вітри, вибухи наднових і виробництво важких елементів - надлишок важковаговиків має далекосяжні наслідки.
Оскільки надзвичайно великі зірки живуть важко і вмирають молодими, їх, як відомо, важко вивчати. Дослідники виявили надлишок масивних зірок, спостерігаючи зореутворюючу область, відому як Туманність Тарантула (30 Doradus), яка розташована на відстані близько 160 000 світлових років від Галактики Великого Магелланового Облаку. Оскільки цей регіон тільки почав «народжувати» зірки близько 8 мільйонів років тому, це ідеальна лабораторія для астрономів для вивчення молодих, масивних зірок.
У рамках опитування VART-FLAMES TarantceSurvey (VFTS) команда використовувала дуже великий телескоп ESO для збору докладних спектроскопічних спостережень близько 1000 масивних зірок у туманності Тарантула. Ретельно аналізуючи 247 цих зірок (з масами в межах 15 і 200 разів більше маси Сонця), команда змогла визначити масовий розподіл зірок, народжених в туманності. Потім дослідники переклали цей каталог зоряних «терезів народження» у математичну функцію, відому як початкова функція маси (МВФ), яку астрономи використовують для зв'язку маси зірки з її кольором, віком і яскравістю.
Астрономи вважали, що надзвичайно масивні зірки були чимось на зразок рідкості у всесвіті: менше 1% всіх зірок народжуються з масами, що перевищують в десять разів масу Сонця; однак це припущення було засноване на колишніх МВФ, які були створені з використанням великої кількості даних із зірок з малою масою, але використовували дуже мало даних від зірок з великою масою.
Це дослідження заповнює сегмент високих мас МВФ, припускаючи, що дуже масивні зірки набагато більш поширені, ніж вказували раніше МВФ. «Ми були вражені, коли зрозуміли, що 30 Doradus сформували набагато більше масивних зірок, ніж очікувалося», - сказав Фабіан Шнайдер, науковий співробітник Hintze на фізичному факультеті Оксфордського університету і провідний автор дослідження, в прес-релізі.
Кріс Еванс, головний дослідник VFTS і співавтор дослідження, додав: «Фактично, наші результати показують, що велика частина зоряної маси насправді більше не у зірок з малою масою, але значна частина знаходиться в біля зірок з великою масою».
«Ми були не тільки здивовані величезною кількістю масивних зірок, але також і тим, що їх МВФ був до 200 сонячних мас», - сказав співавтор Hugues Sana з Університету Левена в Бельгії. Тільки недавно астрономи досягли консенсусу про існування зірок 200-сонячної маси, і це дослідження показує, що зірки, ймовірно, можуть народитися з масами в 200-300 разів більше, ніж у Сонця.
Хоча в цьому дослідженні вивчалися тільки зірки в одному конкретному регіоні, дослідники незабаром сподіваються розширити своє дослідження, щоб визначити, наскільки універсальні їхні знахідки. Якщо надлишок масивних зірок у туманності Тарантула не є випадковістю, то астрономам необхідно буде переоцінити багато своїх основоположних припущень про Всесвіт.
"Наші результати мають далекосяжні наслідки для розуміння нашого всесвіту: на 70% більше наднових, потроєння хімічних виходів і в чотири рази більше іонізуючого випромінювання від масивних зіркових популяцій ", - сказав Шнайдер. «Крім того, швидкість утворення чорних дір може бути збільшена на 180%, що безпосередньо позначиться на відповідному збільшенні подвійних злиттів чорних дір, які були недавно виявлені через їх сигнали гравітаційних хвиль».