¿Por qué las estrellas nacidas en cúmulo finalmente se alejan unas de otras?

En otras palabras, si un grupo de estrellas nacidas dentro de la misma nebulosa, por ejemplo, Pléyades, están inicialmente unidas gravitacionalmente, ¿qué hace que finalmente se separen y procedan individualmente? ¿Es la influencia de la masa "externa"? ¿O son y siempre nacieron teniendo la velocidad de escape? (si esto último es cierto, entonces creo que no deberían considerarse verdaderamente vinculados desde el principio ...)

La limitación o no de los grupos aún no se ha establecido en la mayoría de los casos. La gran mayoría de los grupos se desatan y se dispersan a una edad mucho más joven que las Pléyades. O pueden nacer sin consolidar como usted sugiere.

Las estrellas en un cúmulo tienen una distribución de velocidades y siempre habrá una cola de estrellas de alta velocidad que podrán escapar del potencial gravitacional en un "proceso de evaporación", incluso en un cúmulo que está globalmente unido (es decir, la suma de las energías potenciales cinéticas y gravitacionales son negativas).

Resulta que esto no suele ser suficiente para explicar la desaparición de los grupos. Un mecanismo disruptivo más efectivo son las mareas galácticas. Las estrellas que se desvían más allá de un radio de marea se pueden quitar del cúmulo. La reducción en la masa del cúmulo luego reduce el radio de marea permitiendo que más estrellas escapen en lo que eventualmente se convertiría en un proceso desbocado. El radio de marea para un grupo cerca del Sol es de aproximadamente años luz, donde es la masa del grupo expresada en unidades de la masa solar. Para las Pléyades, , por lo que se pueden perder las estrellas que se alejan más de 50 años luz.$5 M^{1/3}$$M$$M \sim 1000 M_{\odot}$

En algunos casos, el proceso de evaporación provoca un colapso del núcleo del clúster. Las estrellas que escapan le quitan energía cinética y las estrellas restantes se vuelven más unidas. Esto es lo que ha sucedido en la mayoría de los cúmulos globulares masivos y de larga vida. Los cúmulos abiertos menos masivos como las Pléyades son mucho más susceptibles a la disipación de las mareas.

Me gustaría agregar que los cúmulos globulares generalmente son mucho más grandes que los abiertos / irregulares. A menudo estamos hablando de muchos miles o incluso millones de estrellas en un cúmulo globular. Eso es mucha masa y, por lo tanto, la mayoría de las estrellas en tales cúmulos están bien unidas por la fuerza gravitacional. Por supuesto, cuando un cúmulo pasa cerca de una gran masa (por ejemplo, un centro galáctico o una nube de polvo masiva), las estrellas son atraídas gravitacionalmente y algunas pueden vivir en el cúmulo, en realidad muchas veces pueden salir formando un grupo "saliente" en forma de una enorme cola de estrellas Tales colas (colecciones en forma de cola) de estrellas pueden ser muy grandes. En pocas palabras, todo se reduce a la magnitud de la fuerza gravitatoria ejercida sobre ellos. Los tirones grandes se denominan maremotos y maremotos, ya que son complicados, y la cinemática no es tan fácil como uno podría pensar. De todas formas, Los grandes cúmulos globulares bajo la fuerza de la gravedad (hay mucha fuerza allí) están muy apretados en el centro e incluso pueden formar agujeros negros masivos en el centro. Las estrellas que están lejos del núcleo del cúmulo tienen más probabilidades de salir bajo la influencia de fuerzas gravitacionales externas en algún momento a medida que los cúmulos giran alrededor del centro de la galaxia y las cosas cambian con el tiempo.

Los cúmulos abiertos son mucho más pequeños y no están tan unidos por la fuerza de gravitación. Por lo tanto, no sorprende que las estrellas en tales cúmulos sean mucho más susceptibles a las fuentes gravitacionales masivas que pueden sacarlas de sus cúmulos.

Es más probable que las velocidades de escape se alcancen más tarde (algo más o menos al azar) o, para ser más precisos, durante la vida útil del grupo, en lugar de al principio, especialmente para grupos grandes. Por supuesto, las estrellas más pequeñas (en términos de masa) tienen más probabilidades de abandonar sus cúmulos, que es física básica y, en mi opinión, no necesita más comentarios.

El cúmulo globular más brillante 47 Tucanae (demasiado-kAH-nee) en el cielo nocturno muy probablemente contiene un enorme agujero negro cerca del centro que "absorbe" los objetos cercanos y las estrellas. Esos no escaparán. Entonces, se trata de fuerzas gravitacionales en nuestra galaxia que hacen que las estrellas se separen de sus cúmulos.