Flyktingstjärnor kan påverka kosmos långt förbi sina hemgalaxer.

Dussintals förrymda stjärnor har fångats på flykt från en tät stjärnhop i en av Vintergatans satellitgalaxer. Svärmen av snabba stjärnor kan betyda att sådana rymlingar hade ett större inflytande på den kosmiska evolutionen än vad man tidigare trott, rapporterar astronomer den 9 oktober i Nature.

Massiva stjärnor föds i unga stjärnhopar, packade så tätt att de kan knuffa varandra ur sin plats. Ibland kan möten mellan par av massiva stjärnor eller närliggande supernovaexplosioner skicka en stjärna ut ur klustret helt och hållet, för att söka lyckan i den bredare galaxen och bortom.

Astronomen Mitchel Stoop och hans kollegor sökte efter förrymda stjärnor runt en enorm klunga av massiva stjärnor som kallas Radcliffe 136 med hjälp av data från rymdfarkosten Gaia om hastigheter och positioner för miljarder stjärnor (SN: 13/6-22). R136 ligger ca 170.000 ljusår från jorden i det Stora Magellanska molnet, en dvärggalax som kretsar kring Vintergatan.

Klustret ”är ett ikoniskt objekt”, säger astrofysikern Sally Oey vid University of Michigan i Ann Arbor, som inte var involverad i det nya arbetet. Utsikten från jordens grannskap är så klar att ”vi verkligen kan titta på saker på nära håll och personligen”.

Tidigare studier hade hittat några stjärnor som flydde från klustret (SN: 5/7/10). Men i en bredare sökning fann Stoop att häpnadsväckande 55 stjärnor hade flytt i hastigheter snabbare än cirka 100 000 kilometer i timmen under de senaste 3 miljoner åren.

”Det är ett otroligt antal att tänka på”, säger Stoop. Observationen tyder på att så många som en tredjedel av de ljusstarkaste och mest massiva stjärnorna som fötts i klustret har lämnat sitt hem.

Det betyder att förrymda stjärnor kan vara en underskattad kraft i universum. Dessa massiva stjärnor, som är mellan fem och 140 gånger så stora som solen, avger ultraviolett strålning och överljudsstjärnvindar som kan skulptera gasen och stoftet runt omkring dem (SN: 7/11/22). I slutet av sina liv exploderar de tunga stjärnorna som supernovor och sprider tunga grundämnen runt om i galaxen (SN: 7/7/21).

”Tidigare förväntade vi oss att det kanske skulle finnas en handfull rymlingar”, säger Stoop. Men på grund av deras förmodat låga antal, säger han, skulle de utelämnas från studier och simuleringar. Om varje kluster istället förlorar ungefär en tredjedel av sina stjärnor till den omgivande galaxen, eller till och med utrymmet mellan galaxerna, ”kan de kanske ha ett stort bidrag till att dumpa alla dessa ultravioletta fotoner i det intergalaktiska mediet.”

Sådana rymlingar kan också ha haft ett stort inflytande på utvecklingen av det tidiga universum. Inom några hundra miljoner år efter Big Bang, för mer än 13 miljarder år sedan, avlägsnade någon källa till ultraviolett strålning elektroner från en genomträngande dimma av väteatomer, ett fenomen som kallas reionisering (SN: 11/7/19).

Astronomerna tror att de flesta fotonerna, eller ljuspartiklarna, som rensade den kosmiska dimman kom från dvärggalaxer (SN: 2/6/17). Men simuleringar har visat att endast en bråkdel av de fotoner som behövs kan undkomma dessa galaxers miljöer. Förrymda stjärnor kan bidra till att förklara skillnaden, säger Stoop.

”Kanske hände detta även i galaxer i [det tidiga universumet] under reioniseringsepoken”, säger han.

Oey säger: ”Det råder ingen tvekan om att rymdstjärnor är väldigt viktiga och att de har underskattats.” Men, säger hon, det finns andra sätt att få ut joniserande strålning från galaxer, och det är inte klart hur stor skillnad det skulle göra att inkludera rymdstjärnor.

Tidpunkten för stjärnornas flykt från R136 kan också kasta en skiftnyckel i den bredare relevansen av skenande stjärnor för reionisering.

Överraskande nog migrerade inte alla stjärnorna i en våg. Forskarna vet detta eftersom de har stjärnornas hastigheter och avstånd och kan beräkna när de började sin flykt. De flesta av rymlingarna flydde från R136 i alla riktningar för cirka 1,8 miljoner år sedan, när klustret bildades. Det är vad man skulle förvänta sig om de kastades ut av möten med andra massiva stjärnor.

Men 16 av rymlingarna lämnade klustret mer nyligen, för bara 200 000 år sedan eller så. Och de flydde alla i samma riktning. Stoop och hans kollegor tror att dessa stjärnors flykt kan ha utlösts av en sammanslagning med ett annat kluster.

”Det verkar vara en ganska unik händelse”, säger astrofysikern Kaitlin Kratter vid University of Arizona i Tucson. Om R136:s dubbla utstötning är ovanlig kan det vara svårt att extrapolera hur många stjärnor andra stjärnhopar förlorar till sin kosmiska omgivning. Att hitta bevis för liknande vågor i andra kluster skulle hjälpa till att lösa frågan.