Des chercheurs de l'Observatoire astronomique du Xinjiang (XAO) de l'Académie chinoise des sciences ont fait des progrès significatifs pour comprendre comment les structures en couches tridimensionnelles (3D) se forment dans des grappes d'étoiles ouvertes. En utilisant des simulations de corps N et en analysant 279 grappes ouvertes à proximité dans le quartier solaire, les chercheurs ont identifié une forte corrélation entre le nombre d'étoiles membres et la présence d'une stratification spatiale.
Les résultats, publiés dans Astronomie et astrophysiqueindiquez que les grappes avec moins d'étoiles manquent généralement de structures en couches, tandis que celles avec plus de 100 membres sont plus susceptibles de présenter une superposition spatiale.
Les simulations de suivi ont démontré que la fraction initiale de l'étoile binaire et la masse de l'étoile la plus massive sont des paramètres clés qui influencent si la stratification émerge dans un cluster.
Les grappes ouvertes sont des systèmes d'étoiles liés à la gravitation formés à partir du même nuage moléculaire et partagent des âges et des compositions chimiques similaires. Par conséquent, ils servent de laboratoires naturels idéaux pour étudier le processus de formation et d'évolution stellaires. Alors que les études antérieures ont mis en évidence les différences entre les noyaux et la périphérie des grappes d'étoiles, leurs structures en couches 3D internes et les mécanismes physiques sous-jacents restent mal comprises.
Pour combler cette lacune, les chercheurs ont étudié les facteurs dominants influençant la formation de telles structures spatiales dans une perspective dynamique, en utilisant des simulations à corps N. Leurs résultats montrent que les étoiles massives (avec des masses dépassant 8 masses solaires) entraînent une forte perte de masse via des explosions de supernova et des vents stellaires, ce qui affaiblit la structure en couches dans la région centrale.
Pendant ce temps, les systèmes binaires retardent l'effondrement du noyau et suppriment la stratification par l'équipartition énergétique, les perturbations gravitationnelles et la friction dynamique. Dans les modèles de fraction binaire élevés, le cluster devient plus isotrope et la structure en couches disparaît presque.
Cette étude met non seulement les rôles cruciaux des étoiles massives et des systèmes binaires dans l'évolution structurelle des grappes ouvertes, mais fournit également un nouveau cadre dynamique pour comprendre leur formation et leur développement.
Avec une augmentation des données d'observation et des tailles d'échantillon élargies, les recherches futures viseront à valider davantage ces résultats de simulation et à approfondir notre compréhension de l'évolution du système stellaire de la Voie lactée. Les chercheurs prévoient également d'étudier des échantillons de cluster supplémentaires pour tester et affiner les modèles théoriques.
