Hvězdokupa

Hvězdokupa  je vizuálně propojená skupina hvězd , které mají společný původ a pohybují se v gravitačním poli galaxie jako celku. Některé hvězdokupy obsahují kromě hvězd také oblaka plynu a/nebo prachu . Existují dva hlavní typy hvězdokup: kulové a otevřené . V červnu 2011 se vešlo ve známost o objevu nové třídy hvězdokup, která kombinuje vlastnosti jak kulových, tak otevřených hvězdokup [1] .

Kulové hvězdokupy jsou skupiny hvězd, které se mohou skládat z několika stovek až několika milionů objektů, gravitačně vázaných a starých, zatímco otevřené hvězdokupy jsou méně pevně vázané skupiny hvězd, obvykle sestávající z několika stovek relativně mladých hvězdných objektů . Otevřené hvězdokupy se časem rozpadnou v důsledku gravitační síly obřích molekulárních mračen pohybujících se galaxií a hvězdy v otevřené hvězdokupě se mohou dále pohybovat stejným směrem, i když již nejsou gravitačně vázány. Pokud se pak zbytek kupy pohybuje podél galaktické dráhy jako celku, pak se nazývá pohyblivá skupina hvězd .

Hvězdokupy viditelné pouhým okem zahrnují Plejády (M45), Hyády a Jesličky (M44).

Kulová hvězdokupa

Kulové hvězdokupy jsou skupiny hvězd soustředěné ve sférické nebo téměř sférické oblasti o průměru 10 až 30 světelných let . Mohou obsahovat od 10 tisíc do několika milionů hvězd, zpravidla Populace II a velmi starých.

Kulové hvězdokupy obvykle zahrnují žluté a červené hvězdy s hmotností menší než dvě hmotnosti Slunce [2] . Toto složení kulových hvězdokup je způsobeno tím, že žhavější a hmotnější hvězdy explodovaly jako supernovy nebo se v průběhu evoluce po průchodu fází planetárních mlhovin změnily v bílé trpaslíky . Občas se v kulových hvězdokupách vyskytují takzvaní modří opozdilci , kteří se odlišují od ostatních hvězd Hertzsprung-Russellova diagramu pro danou hvězdokupu. Existuje několik hypotéz o původu modrých opozdilců, nejpopulárnější je vysvětlují jako moderní nebo bývalé dvojhvězdy , které jsou v procesu slučování nebo již splynuly [3] .

V naší Galaxii jsou kulové hvězdokupy rozmístěny v pomyslné sféře v galaktickém halu kolem středu Galaxie a obíhají kolem středu po vysoce eliptických drahách . V roce 1917 americký astronom Harlow Shapley na základě rozložení kulových hvězdokup poprvé odhadl vzdálenost od Slunce do středu Galaxie a tento odhad byl dlouhou dobu považován za spolehlivý [4] .

Až do poloviny 90. let byl problém stáří kulových hvězdokup v centru diskusí v astronomické komunitě, protože výpočty založené na teorii hvězdné evoluce udávaly hodnoty stáří nejstarších hvězd v kulových hvězdokupách, které přesahovaly odhadované stáří vesmíru . Přesnější měření vzdálenosti ke kulovým hvězdokupám pomocí kosmického dalekohledu ESA Hipparcos , stejně jako přesnější měření Hubbleovy konstanty , pomohla tento paradox vyřešit . Tato měření umožnila odhadnout stáří vesmíru na zhruba 13 miliard let a stáří nejstarších hvězd je o několik set milionů let méně. V roce 2007 astronom Richard Ellis z California Institute of Technology na 10metrovém dalekohledu Keck II objevil 6 hvězdokup, které vznikly před 13,2 miliardami let. Vznikly tedy, když byl vesmír starý pouhých 500 milionů let [5] .

V naší Galaxii je asi 150 kulových hvězdokup [2] , z nichž některé mohly být zachyceny najednou z malých galaxií zničených Mléčnou dráhou . Například kulová hvězdokupa M79 , která se nachází 40 tisíc světelných let od Slunce , byla nějakou dobu považována za součást trpasličí galaxie v Canis Major . Jiné galaxie obsahují mnohem více kulových hvězdokup, jako je obří eliptická galaxie M87, která jich má přes tisíc.

Některé z kulových hvězdokup jsou viditelné pouhým okem, nejjasnější z nich je Omega Centauri , známá již od starověku a uváděná jako hvězda v katalozích před věkem dalekohledů. Nejjasnější kulová hvězdokupa viditelná na severní polokouli je Messier 13 v souhvězdí Herkula.

Otevřít cluster

Otevřené hvězdokupy se od kulových hvězdokup výrazně liší tvarem, velikostí a dalšími charakteristikami. Na rozdíl od kulových hvězdokup, které jsou rozptýleny v pomyslné sféře kolem galaktického středu, se otevřené hvězdokupy nacházejí v galaktické rovině a jsou téměř vždy uvnitř jejích spirálních ramen . Zpravidla se jedná o relativně mladé objekty, jejichž stáří se až na vzácné výjimky pohybuje v řádu desítek milionů let. Mezi výjimky, které jsou staré několik miliard let, patří kupa M 67 [6] . Tento druh shluků tvoří oblasti ionizovaného vodíku , jako je mlhovina v Orionu .

Otevřené hvězdokupy obvykle obsahují až několik stovek hvězdných objektů v oblasti o průměru až 30 světelných let. Jsou mnohem méně hustě osídlené než kulové hvězdokupy, jsou mnohem méně gravitačně vázány a nakonec se rozpadnou pod gravitací obřích molekulárních mračen a jiných objektů. Blízká setkání mezi objekty v otevřené hvězdokupě mohou také vést k vyvržení z povrchu hvězd.

Nejznámějšími otevřenými hvězdokupami jsou Plejády a Hyády v souhvězdí Býka . Dvojitá hvězdokupa Perseus může být viděna i pouhým okem bez světelného znečištění . Otevřeným hvězdokupám často dominují horké mladé modré hvězdy, protože ačkoliv takové hvězdy mají relativně krátkou životnost (pouze několik desítek milionů let), otevřené hvězdokupy mají tendenci žít ještě kratší život.

Stanovení přesných vzdáleností k otevřeným hvězdokupám umožňuje kalibrovat vztahy "období-svítivost" charakteristické pro proměnné hvězdy cefeid , které se pak použijí k vytvoření měřítka astronomických vzdáleností . Cefeidy lze použít k určení vzdáleností ke vzdáleným galaxiím a rychlosti rozpínání vesmíru (Hubbleova konstanta). Například otevřená hvězdokupa NGC 7790 obsahuje tři klasické cefeidy , což je pro tento druh výpočtu klíčové [7] [8] .

Supercluster

Hvězdné superkupy jsou masivní, mladé otevřené hvězdokupy, které jsou považovány za předchůdce kulových hvězdokup [9] . Nadkupa zpravidla obsahuje velké množství mladých hmotných hvězd, které ionizují prostředí ( oblasti ionizovaného vodíku ). Příkladem je Westerlund 1 v Mléčné dráze [10] .

Mezilehlé formy shluků

V roce 2005 astronomové objevili nový typ hvězdokup v galaxii Andromeda (M31), které jsou v mnoha ohledech podobné kulovým hvězdokupám, i když jsou méně husté. Analogy těchto hvězdokup (které byly navrženy jako „expandované kulové hvězdokupy“) v Mléčné dráze dosud nebyly objeveny. Tři hvězdokupy nalezené v galaxii Andromeda jsou M31WFS C1 [11] , M31WFS C2 a M31WFS C3 .

Tyto hvězdokupy, stejně jako kulové hvězdokupy, obsahují stovky tisíc hvězd a jsou podobné kulovým hvězdokupám z hlediska počtu hvězd . Ale na rozdíl od kulových hvězdokup mají mnohem větší rozsah - několik set světelných let a mnohem nižší hustotu, protože vzdálenosti mezi hvězdami v nich jsou mnohem větší. Tyto kupy mají přechodné vlastnosti mezi kulovými hvězdokupami a trpasličími sféroidními galaxiemi [12] .

Jak se kupy tohoto typu tvoří, je stále neznámé, ale jejich vznik může dobře souviset se vznikem obyčejných kulových hvězdokup. Není známo, proč jsou přítomni v galaxii Andromeda, ale ne v Mléčné dráze; není také známo, zda existují podobné objekty v jiných galaxiích, protože je velmi nepravděpodobné, že by M31 byla jedinou galaxií s rozšířenými kulovými hvězdokupami [12] .

Dalším typem kup jsou objekty , které byly dosud nalezeny pouze v lentikulárních galaxiích , jako jsou NGC 1023 a NGC 3384 . Jsou větší než kulové hvězdokupy, mají prstencové rozložení kolem středů svých galaxií a zdají se být spíše starými objekty [13] .

Význam hvězdokup v astronomii

Studium hvězdokup hraje významnou roli v mnoha oblastech astronomie. Protože se všechny hvězdy zrodily přibližně ve stejnou dobu, teorie hvězdné evoluce se do značné míry spoléhají na pozorování otevřených a kulových hvězdokup.

Hvězdokupy se také používají při určování měřítka vzdálenosti v astronomii . Několik hvězdokup nejblíže Sluneční soustavě je dostatečně blízko, aby bylo možné změřit jejich vzdálenosti pomocí paralaxy . Pro tyto shluky lze sestrojit Hertzsprungův-Russellův diagram , který má absolutní hodnoty podél osy svítivosti . Dále, sestrojením Hertzsprung-Russellova diagramu pro hvězdokupu, jejíž vzdálenost není známa, můžeme porovnat polohu její hlavní posloupnosti s podobnou polohou základní kupy a vzdáleností k ní. Tento proces je známý jako „přizpůsobení hlavní sekvence“. Při použití této metody je třeba vzít v úvahu také mezihvězdné vymírání a hvězdnou populaci .

Téměř všechny hvězdy v Galaxii, včetně Slunce, se původně zrodily v oblastech s hvězdokupami, které se následně rozpadly. To znamená, že vlastnosti hvězd a planetárních systémů mohly být ovlivněny podmínkami, které existovaly v těchto primárních hvězdokupách. To je pravděpodobně případ sluneční soustavy , kde množství chemických prvků je důkazem účinku exploze supernovy poblíž Slunce v rané historii sluneční soustavy.

Hvězdná oblaka

Někteří autoři rozlišují jako samostatný typ hvězdokupy „hvězdná oblaka“ – velké skupiny hvězd značného rozsahu, které nejsou součástí žádné struktury, ale mají hustotu hvězdného osídlení přesahující průměr [14] .

Nomenklatura označení

V roce 1979 17. valné shromáždění Mezinárodní astronomické unie doporučilo, aby nově objevené hvězdokupy, kulové i otevřené, v rámci Galaxie měly označení „Chhmm ± ddd“, vždy začínající předponou C , kde h , m a d označují přibližné souřadnice středu kupy v hodinách a minutách rektascenze a stupních deklinace . Po přiřazení označení objektu by se nemělo změnit, i když následná měření poskytnou přesnější údaje o souřadnicích středu shluku [15] . První takové označení udělil Gosta Lunga v roce 1982 [16] [17] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Byla objevena nová třída hvězdokup , Lenta.ru (8. června 2011). Archivováno z originálu 10. června 2011. Staženo 9. června 2011.
  2. ↑ 12 Robert Dinwiddie ; Will Gater; Giles Sparrow; Carole Stott. Průvodce přírodou: Hvězdy a planety. - DK, 2012. - S. 14,134-137. - ISBN 978-0-7566-9040-3 .
  3. ↑ Srážky hvězd v kulových hvězdokupách a problém modrého opozdilce Archivováno 23. října 2019 na Wayback Machine , Peter JT Leonard, 1989. 
  4. ↑ Galaxie. Velká ruská encyklopedie . Získáno 20. listopadu 2019. Archivováno z originálu dne 24. října 2020.
  5. ↑ Astronomové objevili nejvzdálenější a nejstarší galaxie . Membrána (11. července 2007). Datum přístupu: 4. února 2014. Archivováno z originálu 16. dubna 2012.
  6. ↑ Archinal, Brent A., Hynes, Steven J. 2003. Hvězdokupy , Willmann-Bell, Richmond, VA
  7. ↑ Sandage, Allan (1958). Cefeidy v galaktických kupách. I. CF Cass v NGC 7790. Archivováno 6. listopadu 2017 na 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.; Borisová, J.; Kovtyukh, V.; Beletsky, Y. (2013). Kotvy pro stupnici kosmické vzdálenosti: Cefeidy U Sagittarii, CF Cassiopeiae a CEab Cassiopeiae Archivováno 22. října 2019 na Wayback Machine , A&A, 260
  9. ↑ Gallagher; Grebel. Extragalactic Star Clusters: Speculations on the Future  //  Extragalactic Star Clusters, IAU Symposium: journal. - 2002. - Sv. 207 . — S. 207 . - . — arXiv : astro-ph/0109052 .
  10. ↑ Mladá a exotická hvězdná zoo: Teleskopy ESO odhalují superhvězdnou hvězdokupu v Mléčné dráze , ESO (22. března 2005). Archivováno z originálu 1. prosince 2017. Staženo 22. října 2019.
  11. ↑ @1592523 . u-strasbg.fr _ Staženo 28. dubna 2018. Archivováno z originálu 29. dubna 2018.
  12. ↑ 12 A. P. Huxor ; NR Tanvir; MJ Irwin; R. Ibata. Nová populace rozšířených, svítících hvězdokup v halu M31  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2005. - Sv. 360 , č.p. 3 . - S. 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  (anglicky)  // The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2005. - Sv. 628 , č.p. 1 . - str. 231-235 . - doi : 10.1086/430698 . - . - arXiv : astro-ph/0504064 .
  14. ↑ hvězdný oblak - Wikislovník . Získáno 22. října 2019. Archivováno z originálu dne 27. září 2019.
  15. ↑ XVII. valné shromáždění (PDF) (14.–23. srpna 1979). Montreal, Kanada: Mezinárodní astronomická unie . Léto 1979. Str. 13. Archivováno (PDF) z originálu 18. ledna 2015 . Načteno 18. prosince 2014 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda ) Archivováno 18. ledna 2015 na Wayback Machine
  16. ↑ Lynga, G. Čísla IAU pro některé nedávno objevené hvězdokupy // Bulletin d'Information du Centre de Donnees Stellaires. - 1982. - Říjen ( 23. díl ). - S. 89 . - .
  17. ↑ Slovník názvosloví nebeských objektů . Simbad . Centre de données astronomiques de Strasbourg (1. prosince 2014). Získáno 21. prosince 2014. Archivováno z originálu 8. října 2014.

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie