Stjärnhop

En stjärnhop  är en visuellt sammankopplad grupp stjärnor som har ett gemensamt ursprung och rör sig i gravitationsfältet för en galax som helhet. Vissa stjärnhopar innehåller, förutom stjärnor, även moln av gas och/eller damm . Det finns två huvudtyper av stjärnhopar: klotformade och öppna . I juni 2011 blev det känt om upptäckten av en ny klass av hopar, som kombinerar egenskaper hos både klotformade och öppna hopar [1] .

Globulära hopar är grupper av stjärnor som kan bestå av några hundra till flera miljoner objekt, gravitationsbundna och gamla i ålder, medan öppna hopar är mindre tätt bundna grupper av stjärnor, vanligtvis bestående av flera hundra stjärnobjekt, relativt unga . Öppna hopar bryts upp med tiden på grund av gravitationskraften från gigantiska molekylära moln som rör sig genom galaxen, och stjärnor i en öppen hop kan fortsätta röra sig i samma riktning även om de inte längre är gravitationsbundna. Om resten av klustret sedan driver längs den galaktiska omloppsbanan som helhet, kallas det en rörlig grupp av stjärnor .

Stjärnhopar som är synliga för blotta ögat inkluderar Plejaderna (M45), Hyaderna och Manger (M44).

Globulärt kluster

Globulära samlarhopar är grupper av stjärnor som är koncentrerade i ett sfäriskt eller nästan sfäriskt område med en diameter på 10 till 30 ljusår . De kan innehålla från 10 tusen till flera miljoner stjärnor, som regel Population II , och mycket gamla i ålder.

Globulära hopar inkluderar vanligtvis gula och röda stjärnor med massor av mindre än två solmassor [2] . Denna sammansättning av klothopar beror på det faktum att hetare och mer massiva stjärnor exploderade som supernovor eller, under evolutionens gång, efter att ha passerat genom den planetariska nebulosafasen , förvandlades till vita dvärgar . Ibland finns så kallade blå eftersläpningar i klotformiga hopar , som sticker ut från resten av stjärnorna i Hertzsprung-Russell-diagrammet för en given hop. Det finns flera hypoteser om ursprunget till blå eftersläpande, den mest populära förklarar dem som moderna eller före detta binära stjärnor som håller på att smälta samman eller redan har gått samman [3] .

I vår galax är klothopar fördelade inom en imaginär sfär i en galaktisk gloria runt centrum av galaxen , som kretsar runt mitten i mycket elliptiska banor . År 1917 gjorde den amerikanske astronomen Harlow Shapley , baserad på fördelningen av klothopar, först en uppskattning av avståndet från solen till galaxens centrum , och denna uppskattning ansågs tillförlitlig under lång tid [4] .

Fram till mitten av 1990-talet stod problemet med klothoparnas ålder i centrum för diskussioner i det astronomiska samfundet, eftersom beräkningar baserade på teorin om stjärnutveckling gav värden för åldern på de äldsta stjärnorna i klothopar som översteg universums beräknade ålder . Mer exakta avståndsmätningar till klotkluster med hjälp av ESA :s rymdteleskop Hipparcos , såväl som mer exakta mätningar av Hubble-konstanten , hjälpte till att lösa denna paradox . Dessa mätningar gjorde det möjligt att uppskatta universums ålder till cirka 13 miljarder år, och åldern för de äldsta stjärnorna är flera hundra miljoner år lägre. År 2007 upptäckte astronomen Richard Ellis från California Institute of Technology på det 10 meter långa Keck II-teleskopet 6 stjärnhopar som bildades för 13,2 miljarder år sedan. De uppstod alltså när universum bara var 500 miljoner år gammalt [5] .

Det finns omkring 150 klotformade hopar i vår galax [2] , av vilka några kan ha fångats på en gång från små galaxer som förstördes av Vintergatan . Till exempel ansågs klothopen M79 , belägen 40 tusen ljusår från solen , under en tid vara en del av dvärggalaxen i Canis Major . Andra galaxer innehåller många fler klothopar, som den jättelika elliptiska galaxen M87, som har över tusen.

Några av klothoparna är synliga för blotta ögat, den ljusaste av dem är Omega Centauri , känd sedan antiken och listad som en stjärna i kataloger före teleskopens ålder. Den ljusaste klothopen som är synlig på norra halvklotet är Messier 13 i stjärnbilden Hercules.

Öppna kluster

Öppna hopar skiljer sig markant från klotformiga hopar i form, storlek och andra egenskaper. Till skillnad från klothopar, som är utspridda i en imaginär sfär runt det galaktiska centrumet, är öppna hopar belägna i det galaktiska planet och är nästan alltid inuti dess spiralarmar . I regel rör det sig om relativt unga föremål, vars ålder, med sällsynta undantag, är flera tiotals miljoner år. Bland undantagen, som är flera miljarder år gamla, finns M 67-klustret [6] . Den här typen av kluster bildar områden av joniserat väte , som Orionnebulosan .

Öppna kluster innehåller vanligtvis upp till flera hundra stjärnobjekt inom ett område upp till 30 ljusår i diameter. De är mycket mindre tätbefolkade än klothopar, de är mycket mindre tätt bundna gravitationsmässigt och bryts så småningom ner under gravitationen av gigantiska molekylära moln och andra föremål. Nära möten mellan öppna klusterobjekt kan också leda till utstötning från stjärnors yta.

De mest kända öppna hoparna är Plejaderna och Hyaderna i stjärnbilden Oxen . Perseus dubbelkluster kan också ses med blotta ögat i frånvaro av ljusföroreningar . Öppna hopar domineras ofta av heta unga blå stjärnor, för även om sådana stjärnor har en relativt kort livslängd (endast några tiotals miljoner år), tenderar öppna hopar att leva ännu kortare liv.

Att upprätta exakta avstånd till öppna hopar gör att man kan kalibrera "period-luminositet"-förhållandena som är karakteristiska för Cepheid variabla stjärnor , som sedan används för att utveckla en astronomisk avståndsskala . Cepheider kan användas för att bestämma avstånden till avlägsna galaxer och universums expansionshastighet (Hubbles konstant). Till exempel innehåller det öppna klustret NGC 7790 tre klassiska cepheider , vilket är avgörande för denna typ av beräkning [7] [8] .

Superkluster

Stjärnsuperhopar är massiva, unga öppna hopar som tros vara föregångare till klothopar [9] . Som regel innehåller en superkluster ett mycket stort antal unga massiva stjärnor som joniserar miljön ( joniserade väteregioner ). Ett exempel är Westerlund 1 i Vintergatan [10] .

Mellanformer av kluster

2005 upptäckte astronomer en ny typ av stjärnhopar i Andromedagalaxen (M31), som i många avseenden liknar klothopar, även om de är mindre täta. Analoger av dessa hopar (som föreslogs kallas "expanderade klothopar") i Vintergatan har ännu inte upptäckts. De tre klustren som finns i Andromedagalaxen är M31WFS C1 [11] , M31WFS C2 och M31WFS C3 .

Dessa hopar, som klothopar, innehåller hundratusentals stjärnor och liknar klothopar när det gäller stjärnpopulation . Men till skillnad från klothopar har de en mycket större utsträckning - flera hundra ljusår, och en mycket lägre densitet, eftersom avstånden mellan stjärnorna i dem är mycket större. Dessa hopar har mellanliggande egenskaper mellan klotformiga hopar och dvärg sfäroidala galaxer [12] .

Hur hopar av denna typ bildas är fortfarande okänt, men deras bildande kan mycket väl vara förknippat med bildandet av vanliga klothopar. Det är inte känt varför de finns i Andromedagalaxen men inte i Vintergatan; det är också okänt om det finns liknande objekt i andra galaxer, eftersom det är mycket osannolikt att M31 är den enda galaxen med utsträckta klothopar [12] .

En annan typ av kluster är föremål som hittills bara har hittats i linsformiga galaxer , som NGC 1023 och NGC 3384 . De är större än klotformiga hopar, har en ringformig fördelning runt centra av sina galaxer och verkar vara ganska gamla objekt [13] .

Betydelsen av stjärnhopar i astronomi

Studier av stjärnhopar spelar en betydande roll inom många områden av astronomi. Eftersom alla stjärnor föddes ungefär samtidigt förlitar sig teorier om stjärnutveckling i hög grad på observationer av öppna och klotformade hopar.

Stjärnhopar används också för att bestämma avståndsskalan inom astronomi . Flera stjärnhopar närmast solsystemet är tillräckligt nära för att mäta sina avstånd med parallax . För dessa kluster kan man konstruera ett Hertzsprung-Russell-diagram , som har absoluta värden längs luminositetsaxeln . Vidare, genom att konstruera ett Hertzsprung-Russell-diagram för en stjärnhop, vars avstånd är okänt, kan vi jämföra positionen för dess huvudsekvens med den liknande positionen för bashopen och avståndet till den. Denna process är känd som "huvudsekvensanpassning". När man använder denna metod måste interstellär utrotning och stjärnpopulation också beaktas .

Nästan alla stjärnor i galaxen, inklusive solen, föddes ursprungligen i områden med stjärnhopar, som sedan sönderföll. Det betyder att egenskaperna hos stjärnor och planetsystem skulle kunna påverkas av de förhållanden som fanns i dessa primära stjärnhopar. Detta är sannolikt fallet för solsystemet , där överflöd av kemiska element är bevis på effekten av en supernovaexplosion nära solen i solsystemets tidiga historia.

Stjärnmoln

Vissa författare särskiljer "stjärnmoln" som en separat typ av hopar - stora grupper av stjärnor av betydande omfattning, som inte ingår i någon struktur, men har en täthet av stjärnpopulationer som överstiger genomsnittet [14] .

Beteckningarnas nomenklatur

1979 rekommenderade Internationella astronomiska unionens 17:e generalförsamling att nyupptäckta stjärnhopar, både klotformade och öppna, inom galaxen har beteckningen "Chhmm ± ddd", alltid med prefixet C , där h , m och d indikerar de ungefärliga koordinaterna för mitten av klustret i timmar och minuter av höger uppstigning och grader av deklination . Efter att ha tilldelats en beteckning till ett objekt bör den inte ändras, även om efterföljande mätningar kommer att ge mer exakta data om koordinaterna för mitten av klustret [15] . Den första sådan beteckningen tilldelades Gösta Lunga 1982 [16] [17] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ En ny klass av stjärnhopar har upptäckts , Lenta.ru (8 juni 2011). Arkiverad från originalet den 10 juni 2011. Hämtad 9 juni 2011.
  2. ↑ 12 Robert Dinwiddie ; Will Gater; Giles Sparrow; Carole Stott. Naturguide: Stjärnor och planeter. - DK, 2012. - S. 14,134-137. - ISBN 978-0-7566-9040-3 .
  3. ↑ Stjärnkollisioner i klotformiga kluster och det blå eftersläpningsproblemet Arkiverad 23 oktober 2019 på Wayback Machine , Peter JT Leonard, 1989. 
  4. ↑ Galax. Stora ryska encyklopedin . Hämtad 20 november 2019. Arkiverad från originalet 24 oktober 2020.
  5. ↑ Astronomer har upptäckt de mest avlägsna och uråldriga galaxerna . Membrane (11 juli 2007). Datum för åtkomst: 4 februari 2014. Arkiverad från originalet den 16 april 2012.
  6. ↑ Archinal, Brent A., Hynes, Steven J. 2003. Star Clusters , Willmann-Bell, Richmond, VA
  7. ↑ Sandage, Allan (1958). Cepheider i galaktiska kluster. I. CF Cass i NGC 7790. Arkiverad 6 november 2017 på Wayback Machine , AJ, 128
  8. ↑ Majaess, D.; Carraro, G.; Moni Bidin, C.; Bonatto, C.; Berdnikov, L.; Balam, D.; Moyano, M.; Gallo, L.; Turner, D.; Lane, D.; Gieren, W.; Borissova, J.; Kovtyukh, V.; Beletsky, Y. (2013). Ankare för den kosmiska avståndsskalan: Cepheiderna U Sagittarii, CF Cassiopeiae och CEab Cassiopeiae Arkiverade 22 oktober 2019 på Wayback Machine , A&A, 260
  9. ↑ Gallagher; Grebel. Extragalactic Star Clusters: Speulations on the Future  //  Extragalactic Star Clusters, IAU Symposium: journal. - 2002. - Vol. 207 . — S. 207 . - . — arXiv : astro-ph/0109052 .
  10. ↑ Young and Exotic Stellar Zoo: ESO:s teleskop avslöjar Super Star Cluster in the Milky Way , ESO (22 mars 2005). Arkiverad från originalet den 1 december 2017. Hämtad 22 oktober 2019.
  11. ↑ @1592523 . u-strasbg.fr . Hämtad 28 april 2018. Arkiverad från originalet 29 april 2018.
  12. ↑ 12 A. P. Huxor ; NR Tanvir; MJ Irwin; R. Ibata. En ny population av utökade, lysande stjärnhopar i gloria av M31  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2005. - Vol. 360 , nr. 3 . - P. 993-1006 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2005.09086.x . - . — arXiv : astro-ph/0412223 .
  13. ↑ A. Burkert; J. Brodie; S. Larsen 3. Faint Fuzzies and the Formation of Lenticular Galaxies  (engelska)  // The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2005. - Vol. 628 , nr. 1 . - S. 231-235 . - doi : 10.1086/430698 . - . - arXiv : astro-ph/0504064 .
  14. ↑ stjärnmoln - Wiktionary . Hämtad 22 oktober 2019. Arkiverad från originalet 27 september 2019.
  15. ↑ XVII:e generalförsamlingen (PDF) (14–23 augusti 1979). Montreal, Kanada: International Astronomical Union . Sommaren 1979. sid. 13. Arkiverad (PDF) från originalet den 18 januari 2015 . Hämtad 18 december 2014 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp ) Arkiverad 18 januari 2015 på Wayback Machine
  16. ↑ Lynga, G. IAU-nummer för några nyligen upptäckta kluster // Bulletin d'Information du Centre de Donnees Stellaires. - 1982. - Oktober ( vol. 23 ). - S. 89 . - .
  17. ↑ Ordbok för nomenklaturen av himmelska objekt . Simbad . Centre de données astronomiques de Strasbourg (1 december 2014). Hämtad 21 december 2014. Arkiverad från originalet 8 oktober 2014.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk