Звездные скопления и ассоциации

Звездные скопления и ассоциации

В космическом пространстве звезды распределены неравномерно. В некоторых местах они образуют группы. Эти группы называются звездными скоплениями и ассоциациями – в зависимости от размеров и величины концентрации звезд.

Звездные скопления

Звёздное скоплениегравитационно связанная группа звёзд, имеющая общее происхождение и движущаяся в гравитационном поле галактики как единое целое. Некоторые звёздные скопления также содержат, кроме звёзд, облака газа и/или пыли.
Звездные скопления делятся на два типа — шаровые и рассеянные. В июне 2011 года был открыт новый класс скоплений, который сочетает в себе признаки и шаровых, и рассеянных скоплений.

Шаровые звездные скопления

Так называются звездные скопления, отличающиеся от рассеянных скоплений бо́льшим количеством звёзд, чётко очерченной симметричной формой, близкой к сферической, и увеличением концентрации звёзд к центру скопления. На картинке в преамбуле показано шаровое скопление М13 в созвездии Геркулеса. Оно содержит несколько тысяч звезд. Концентрации звёзд в центральных областях шаровых скоплений в 700-7000 раз больше, чем в окрестностях Солнца.

Шаровое звездное скопление NGC 2808

Первое шаровое звёздное скопление M22 было обнаружено немецким астрономом-любителем Иоганном Иле еще в 1665 году. Но из-за несовершенства первых телескопов различить отдельные звёзды в шаровом скоплении было невозможно. Первым, кто выделил звёзды в скоплении, был Шарль Мессье во время наблюдения шарового скопления M4. Затем шаровые звездные скопления начали активно изучать, и к настоящему времени в Млечном Пути обнаружено 152 скопления из предполагаемого общего количества в 180 ± 20. Считается, что эти необнаруженные шаровые скопления скрываются за облаками газ и пыли. Большинство шаровых звёздных скоплений в Млечном Пути находятся в непосредственной близости от галактического ядра и большее их количество находится на стороне астрономического неба по центру ядра.
К настоящему времени образование шаровых скоплений до конца не изучено и всё ещё остается неясным, состоит ли шаровое скопление из звёзд одного поколения, или же оно состоит из звёзд, прошедших через многократные циклы в течение нескольких сотен миллионов лет. Во многих шаровых скоплениях большинство звёзд находятся примерно в одной стадии звёздной эволюции, это указывает на то, что сформировались они примерно в одно и то же время. Но в некоторых скоплениях находятся различные популяции звёзд, например, шаровые скопления в Большом Магеллановом Облаке. Эти скопления возникают в основном в регионах с эффективным звёздообразованием, то есть там, где межзвёздная среда имеет более высокую плотность по сравнению с обычными областями звёздообразования. К настоящему моменту не известны шаровые скопления с активным звездообразованием. Это согласуется с точкой зрения на них как на наиболее старые объекты в галактике, которые состоят из очень старых звёзд.
Шаровые скопления, как правило, состоят из сотен тысяч старых звёзд с низкой металличностью. В них отсутствуют газ и пыль, и предполагается, что они уже давно превратились в звёзды. Шаровые скопления имеют высокую концентрацию звёзд. Некоторые шаровые скопления, например, Омега Центавра в Млечном Пути, чрезвычайно массивны (несколько миллионов солнечных масс) и содержат звёзды из нескольких звёздных поколений. Это свидетельством того, что сверхмассивные шаровые скопления являются ядром карликовых галактик, поглощённых гигантскими галактиками. Около четверти шаровых скоплений в Млечном Пути, возможно, были частью карликовых галактик.
Возраст шаровых скоплений нашей Галактики приближается к её возрасту. В других галактиках (например, Магеллановых Облаках) наблюдаются и относительно молодые шаровые скопления.

Рассеянные звездные скопления

Это такие скопления, в которых, в отличие от шаровых, содержится сравнительно не много звёзд, при этом скопление часто может иметь неправильную форму. В нашей и подобных ей галактиках рассеянные скопления являются коллективными членами галактики. Некоторые подобные скопления известны с глубокой древности, например, Плеяды. Другие были известны как нечеткие туманные пятна, лишь с изобретением телескопа удалось разделить их на составляющие их звёзды.

Плеяды

Плеяды

Рассеянное звездное скопление Плеяды (М45) имеет и другие названия: Семь сестер, Стожары (русск.), Хима (в Библии и Торе). Это скопление находится в созвездии Тельца, является одним из ближайших к Земле и одним из наиболее заметных для невооружённого глаза звёздных скоплений. Плеяды хорошо видны зимой в северном полушарии и летом в южном полушарии (кроме Антарктиды и её окрестностей). Давно было известно, что Плеяды — это физически связанная группа звёзд, а не разноудалённые от Земли звёзды, которые случайно оказались рядом на небесной сфере. Священник Джон Мичелл в 1767 г. вычислил вероятность случайного совмещения такого количества ярких звёзд на таком маленьком участке неба. Эта вероятность оказалась равна 1:500000, и он высказал предположение, что Плеяды, как и другие звёздные скопления, должны быть физически связаны. Это подтвердилось, когда были проведены первые измерения относительной скорости их звёзд: оказалось, что их собственные движения очень близки, что указывает на их гравитационную связанность. Звёздное скопление Плеяд имеет около 12 световых лет в диаметре и содержит около 1000 звёзд. Из них многие являются кратными, т.е. общее число звёзд скопления около 3000. Преобладают там горячие голубые звёзды. Невооружённым глазом можно увидеть до 14 из них.
В Плеядах много бурых карликов, есть несколько белых карликов.
В связи с тем, что Плеяды хорошо видны невооружённым глазом, они часто упоминаются во многих культурах — как древних, так и современных.

Рассеянное скопление Плеяды в созвездии Тельца

Звездные ассоциации

Звездные ассоциации – это группировки гравитационно несвязанных звёзд или слабо связанных молодых (возраст до нескольких десятков миллионов лет) звёзд, объединённых общим происхождением. Именно отсутствием гравитации и отличаются они от звездных скоплений.

В.А. Амбарцумян

Звёздные ассоциации обнаружил В. А. Амбарцумян в 1948 г. и предсказал их распад. Он же ввел и термин «звездные ассоциации». В дальнейшем другие астрономы подтвердили факт расширения звёздных ассоциаций. Звёздные ассоциации обладают бо́льшим размером, чем молодые рассеянные звездные скопления и меньшей плотностью: количество звёзд в ассоциации — от десятков до сотен (в рассеянных звёздных скоплениях— от сотен до тысяч). Происходят звёздные ассоциации в областях звёздообразования комплексов молекулярных облаков, образование звезд в них происходит и в современную эпоху.
Звездные ассоциации бывают следующих типов:
• OB-ассоциации, содержащие в основном массивные звёзды спектральных классов O и B.
• Т-ассоциации, содержащие в основном маломассивные переменные звёзды типа Т Тельца.
• R-ассоциации (от R — reflection), в которых звёзды спектральных классов O — A2 окружены отражательными газопылевыми туманностями.
В других галактиках также наблюдаются звездные ассоциации, в том числе и в нашей Галактике наблюдаются признаки образования звезд в звездных ассоциациях. Изучение звездных ассоциаций – важный этап в исследованиях эволюции звезд и их систем, это важный очаг звездообразования.

Звездная ассоциация