что такое звездный кластер

Самое интересное о звездных скоплениях: что это, чем отличаются от галактик и какими бывают

Звездные скопления или звездные кластеры – это не просто красивые звезды, которые можно увидеть через телескоп, а куда больше. Это ключ к разгадке тайн рождения звезд.

Вселенная – это сложная штука с кучей сложных штук внутри. Вот об одной из таких мы сегодня и поговорим – максимально простыми словами.

Что такое звездное скопление

Звездное скопление – это группа от сотен до миллионов звезд.

Для астрономов они очень интересны, потому что п озволяют сравнивать возраст и состав звезд. А значит – представить и понять их эволюцию.

Звездное скопление и галактика: в чем разница

Сразу скажем, что звездные скопления – это не галактики.

Еще одно важное отличие: в скоплении звезды примерно одного возраста и одинакового состава. Ну, они же возникли из одного молекулярного облака. В галактике же – наоборот.

Звездные скопления позволяют астрономам изучать эволюцию звезд / Фото unsplash

Если у вас есть звездное скопление возрастом в сто миллионов и скопление возрастом в миллиард лет, то фактически у вас есть два снимка жизни звезд, сравнение которых помогает понять, что происходит внутри звезд и как они развивались в течение своей жизни,
– так метко объяснил важность изучения именно звездных скоплений профессор физики и астрономии Университета Невады в США Джейсон Стеффен.

Какие существуют виды звездных скоплений

Шаровидные скопления

Шаровидные скопления выглядят как слабые пятна света на фоне космоса – если смотреть невооруженным глазом. В телескопе же можно увидеть, что это миллионы звезд слились в сферу с ярким и плотным ядром.

В нашем родном Млечном Пути их, к слову, примерно 150. В галактике Андромеда – 400. Но есть и такие, где счет шаровых скоплений идет на тысячи.

Открытые (или рассеянные) скопления

Открытые скопления не имеют четкой формы, их звезды неплотно собраны вместе в аморфную группу (поэтому их и называют рассеянными).

Самое известное открытое скопления – Плеяды, также называемое М45 или Семь сестер. А ближайшие к Земле – скопление Гиады и так называемое двойное скопление (NGC 869). Телескоп Хаббл отследил его за 200 тысяч световых лет в Малом Магеллановом Облаке, карликовой галактике неподалеку от Млечного Пути.

Шарообразное скопление – старейший вид звездных скоплений во Вселенной / Фото unsplash

И звездные ассоциации

Звездные ассоциации – это группы от десятков до сотен звезд одного возраста и содержания металлов, а также движущихся примерно в одном направлении внутри галактики. Но – они не связаны гравитационно.

Источник

ЗВЁЗДНЫЕ СКОПЛЕ́НИЯ

Том 10. Москва, 2008, стр. 327-328

Скопировать библиографическую ссылку:

ЗВЁЗДНЫЕ СКОПЛЕ́НИЯ, груп­пы звёзд, свя­зан­ных ме­ж­ду со­бой си­ла­ми вза­им­но­го гра­ви­та­ци­он­но­го при­тя­же­ния и имею­щих со­вме­ст­ное про­ис­хо­ж­де­ние, близ­кие воз­раст и хи­мич. со­став. Ко­ли­че­ст­во звёзд в од­ном ско­п­ле­нии мо­жет со­став­лять от 20–30 до не­сколь­ких мил­лио­нов. Обыч­но З. с. име­ют плот­ное цент­раль­ное сгу­ще­ние (яд­ро), ок­ру­жён­ное ме­нее плот­ной ко­ро­наль­ной об­ла­стью (ко­ро­ной). Диа­мет­ры З. с. на­хо­дят­ся в пре­де­лах от не­сколь­ких до 280 пк. В от­но­ше­нии З. с. на­шей Га­лак­ти­ки ис­то­ри­че­ски сло­жи­лось их де­ле­ние на рас­се­ян­ные и ша­ро­вые. Раз­ли­чие ме­ж­ду ни­ми в осн. оп­ре­де­ля­ет­ся мас­сой и воз­рас­том этих об­ра­зо­ва­ний. Рас­се­ян­ные З. с. от­но­си­тель­но мо­ло­ды и, как пра­ви­ло, со­дер­жат от де­сят­ков до ты­сяч звёзд, а зна­чи­тель­но бо­лее ста­рые ша­ро­вые З. с. – от де­сят­ков ты­сяч до не­сколь­ких мил­лио­нов звёзд. По­сколь­ку ша­ро­вые З. с. бо­га­ты звёз­да­ми, они вы­гля­дят бо­лее пра­виль­ны­ми, ша­ро­об­раз­ны­ми, то­гда как рас­се­ян­ные З. с. име­ют бо­лее клоч­ко­ва­тый вид (рис. 1 и 2). При­ме­ры рас­се­ян­ных ско­п­ле­ний – Плея­ды и Гиа­ды; при­ме­ры ша­ро­вых ско­п­ле­ний – М3 в со­звез­дии Гон­чих Псов и М13 в со­звез­дии Гер­ку­ле­са.

Источник

Звездные скопления и ассоциации

Глубокий снимок Плеяд

С самых древних времен человек обращал свой взор к небесам, где сияли недоступные, но манящие своей неповторимой красотой бесчисленные звездные скопления.

История

Рисунки звезд, которые видели древние жители Земли складывались в различные причудливые картины, которым присваивались звучные эпические имена. Туманность Андромеды, созвездие Кассиопеи, Большая Медведица и Гидра – это только малая часть названий, позволяющих судить о том, какие ассоциации вызывали сверкающие на темном полотне небосклона далекие удивительные светила. Считалось, что судьбы людей неразрывно связаны с взаиморасположением звезд, которые способны принести рожденному под ними как богатство, счастье и удачу, так и горечь, беды и разочарования.

Значение звездных скоплений для астрономии

Звездное скопление Мессье 7, снимок ESO

С развитием цивилизации мистико-поэтические представления о строении небесного свода существенно видоизменились и систематизировались, приобретя гораздо более рациональные очертания, но исторические звучные названия сохранились. Оказалось, что кажущиеся близкорасположенными звезды могут в реальности находиться далеко друг от друга и наоборот. Поэтому возникла необходимость создать звездную иерархию, соответствующую современным представлениям о мироздании. Так, в астрономической классификации появился термин «звездные скопления», объединяющий группу звезд, движущихся в своей галактике как одно целое.

Эти образования чрезвычайно интересны тем, что входящие в них светила, были образованы примерно одновременно и располагаются по космическим меркам на одном расстоянии от земного наблюдателя, что дает дополнительные возможности, позволяя сравнивать излучение от различных источников одного скопления без соответствующих поправок. Сигналы, поступающие от них, искажаются одинаково, что существенно облегчает работу астрофизиков, изучающих структуру и эволюцию звездных систем и Вселенной в целом, принципы формирования галактик, процессы звездообразования и их разрушения, а также многое другое.

Виды звездных скоплений

Хаббл о звездных скоплениях

Звездные скопления принято делить на две большие группы: шаровые и рассеянные. Но время от времени эту классификацию пытаются дополнить, так как далеко не все выявляемые космические образования строго подходят под ту или иную категорию.

Шаровые скопления

Шаровые скопления, а их в некоторых галактиках насчитывается более десяти тысяч, – это старые даже по вселенским меркам образования, имеющие возраст свыше 10 миллиардов лет. Являясь, скорее всего, ровесниками Вселенной они могут многое рассказать ученым, сумевшим прочитать излучаемую ими информацию.

Галерея шаровых скоплений

Эти скопления имеют форму, близкую к сфере или эллипсоиду, и состоят из десятков тысяч звезд различной размерности – от древних красных карликов до молодых голубых гигантов, зарождающихся в самом скоплении при столкновениях населяющих его звезд.

Рассеянные скопления

Рассеянные скопления гораздо моложе шаровых – возраст таких звездных конгломератов обычно оценивается в сотни миллионов лет. Обнаружить их можно только в галактиках спиральной или неправильной формы, которые склонны к продолжению процессов звездообразования, в отличие, например, от эллиптических.

Галерея рассеянных скоплений

Рассеянные скопления значительно беднее звездами, чем шаровые, зато при их наблюдении можно разглядеть каждое светило в отдельности, так как они расположены на значительном расстоянии друг от друга и не сливаются на общем небосводе.

Звездные ассоциации

Двойное звездное скопление h и x Персея

По аналогии с политической и экономической сферами жизни небесные светила также способны создавать временные объединения, получившие в астрономии название «звездные ассоциации».

Материалы по теме

Размеры звезд

Эти образования считаются самыми молодыми во Вселенной и имеют возраст не более десятков миллионов лет. Гравитационные связи в них очень слабы и недостаточны для длительного поддержания устойчивости системы, а потому они должны неминуемо распасться за довольно короткое время.

Считается, что ассоциации не могли возникнуть путем гравитационного захвата пролетающих мимо звезд, а значит, последние родились вместе с ней и имеют примерно такой же возраст. По сравнению со скоплениями численность «ассоциированных членов» не велико и измеряется десятками, а расстояние между ними составляет до нескольких сотен световых лет. С научной точки зрения открытие подобных новообразований подтверждает теорию продолжения во Вселенной процессов зарождения новых звезд, причем не поодиночке, а целыми группами.

Новые открытия

Шаровые скопления в гало галактики Андромеды

До последнего времени считалось, что шаровые скопления – самые старые звездные образования, которые ввиду возраста должны были утратить динамику внутренних вращательных движений и их можно рассматривать как простые системы. Однако в 2014 году исследователи из Института внеземной физики общества Макса Планка, возглавляемые Максимилианом Фабрициусом, в результате длительных наблюдений за 11 шаровыми скоплениями Млечного Пути установили, что их центральная часть продолжает вращаться.

Большинство современных теорий дать объяснение этому факту не в состоянии, а это означает, что если информация подтвердится, то возможны изменения как в теоретических аспектах знаний, так и в прикладных математических моделях, описывающих движение шаровых ассоциаций.

Как рождаются звездные скопления? Чем они отличаются, как расположены в пространстве нашей Галактики и каким образом определяют их возраст? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Алексей Расторгуев.

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Источник

Звёздные скопления

Звёздные скопления представляют собой особые группы, отличающиеся особым происхождением и взаимосвязью за счёт действия гравитации. Они выступают в качестве полезного инструмента для астрономов, т. к. способствуют изучению и моделированию эволюции звёзд.

Нюансы возникновения

Гравитационные силы действуют на пыль и газ таким образом, что эти вещества начинают сжиматься. Чем плотнее это происходит, тем более высокой является температура внутри. В процессе уплотнения вещество набирает вес. Если его окажется достаточно для получения ядерной реакции, появится новое светило. Из одного такого облака традиционно формируется одновременно несколько звёзд. Если их количество превышает 10, появляются скопления.

История открытий

С давних пор люди любили наблюдать за небом ночью. Но в течение продолжительного времени считалось, что светила имеют свойство равномерного распределения на вселенских просторах. Только в 18 веке У. Гершелю удалось отметить, что одни участки содержат больше светил, чем другие. Также он пояснил, что звёздная туманность представляет собой скопление светил, которые напоминают пятна при взгляде невооружённым глазом. В 19 веке было сделано открытие, что такие тела различны по форме и размерам.

NGC 346, рассеянное скопление в Малом Магеллановом Облаке.

Классификация

Звёздные скопления представлены в двух разновидностях, рассеянные и шаровые.
Рассеянные объекты получили своё название из-за простого разрешения отдельных светил. К примеру, Гиады и Плеяды являются крайне близкими, поэтому отдельные звёзды можно без труда увидеть невооружённым глазом. Из-за расположения в области пыльных спиральных рукавов скопление звёзд называют галактическим скоплением. Формирование всех этих светил произошло из одного и того же облака молекул. Традиционно одно скопление способно вместить несколько сотен светил.

Звёздные скопления подразумевают наличие связи объектов между собой за счёт действия силы гравитации. Однако она является достаточно слабой. Происходит вращение скопления вокруг галактической группы, а на финальной стадии наблюдается рассеивание. Причиной тому – гравитационный контакт, формирующийся с объектами, имеющими большую силу.

Есть версия, что Солнце возникло в открытом скоплении, которое в настоящий момент времени отсутствует. Оно наполнено светилами первого поколения, которые отличаются небольшим возрастом и значительными металлическими свойствами. По ширине их параметры равны 2-20 парсеков. Гигантское скопление звёзд называется галактической группой.

Шаровые объекты, в свою очередь, способны вместить от нескольких тысяч до миллиона объектов, находящихся в гравитационной системе сферического типа. Они располагаются на «территории» ореолы и являются более древними светилами второго населения. Уровень их развития высок, однако металлические свойства – крайне низкие.

Шаровое скопление Мессье 80 в созвездии Скорпиона расположено в 28 000 световых годах от Солнца и содержит сотни тысяч звёзд.

Такие звёздные скопления являются достаточно старыми, ведь каждая из звёзд уже смогла перешагнуть основную последовательность. В них наблюдается недостаточное количество пыли и газа из-за отсутствия формирования новых объектов. Их плотность значительно выше в отличие от участков, находящихся около Солнца.

В шаровых группах светила аналогично имеют общее происхождение. Однако этот тип более прочно удерживает объекты за счёт влияния силы гравитации, т. к. рассеивания звёзд не происходит. На «территории» Млечного пути располагается порядка 200 скоплений (шаровых). Такое гигантское скопление звёзд называется, например, 47 Тукана, M4, Омега Центавра. Хотя, вероятно, последний объект выступает в качестве сфероидальной галактики.

Возрастные особенности групп

Звёздные скопления представляют собой колоссальную ценность для представителей астрономической науки, ведь с их помощью не составит труда добиться определения возраста светил и отследить их эволюционный процесс. У звёзд, имеющих непосредственное отношение к открытым скоплениям, единое происхождение. По этому их металлический уровень является схожим. Соответственно, все члены группы будут идентично проходить по этапам эволюции.

Наряду с этим они располагаются на одной дистанции. Это, в свою очередь, способствует выводу и определению абсолютной величины. Поэтому, если наблюдатель видит яркие светила, которые выделяются на фоне своих «собратьев», это говорит о том, что они более светлые по сравнению со своими слабыми соседями.

Имея на руках такие данные, учёные обычно приступают к созданию диаграмм и цифровых графиков в отношении всех типов скоплений. Они отображают визуальную величину в рамках вертикальной оси по отношению к цифровому индексу B-V в горизонтальном направлении. Посредством использования параллакса (спектрографического) можно сделать калибр для поиска абсолютного значения.

NGC 265, рассеянное звездное скопление в Малом Магеллановом Облаке.

Описание диаграммы

Если для таких объектов, как звёздные скопления, организовать диаграммы, можно получить простой график. На нём будет изображена неодинаковая удалённость и факт того, что схема откалибрована до показателей абсолютной величины.

В области правой вертикальной оси, которая характеризует звёздные скопления, можно заметить новую шкалу. В области параметра «годы» указывается возраст скопления. Наиболее «взрослыми» объектами являются Плеяды. В их составе нет звёзд, которые превышают нулевой индекс.

Что касается объектов большей массивности, они уже успели перешагнуть к огромным ветвям. Максимальное значение приходится на точку поворота, в которой скоплением отключается главная последовательность. Чем она ниже, тем больший возраст имеет объект.

Скопления шарового типа обычно имеют внушительный возраст в отличие от открытых групп. В связи с этим их цветная величина, обозначенная на диаграмме, показывает максимально развитые светила. Также в них отсутствуют объекты крупной массы.

Таким образом, гигантское скопление звёзд называется галактической группой и требует детального изучения, даже, несмотря на то, что многие сведения уже получены. Мы рассмотрели, как называется скопление звёзд, и в каких видах оно представлено.

Источник

Шаровые скопления звезд и где они встречаются

Что представляют собой шаровые скопления? Из самого названия, очевидно, что это объединение звёздных тел по форме напоминающее шар.

По определению, в астрономии это скопление звезд, которые связаны между собой гравитационными силами и вращаются вокруг галактического центра. Можно сказать, что такая группа светил движется, как спутник.

Шаровое скопление звезд

Звёздное скопление является группой, в которой каждый звездный объект связан с соседним гравитационным полем. К тому же, они образованы из одного гигантского молекулярного облака. А их движение едино, как одно целое.

Галактический центр — небольшая область в центральной части галактики, в которой рождаются светила и находится ядро звёздной системы.

Помимо этого, существуют рассеянные скопления. Но они отличаются более слабой гравитацией между элементами.

Какие особенности имеют шаровые скопления

Вероятно, поэтому в Млечном Пути шаровые скопления, в значительной мере, сосредоточены непосредственно вблизи ядра. Также их большое количество лежит в области вокруг галактического ядра.

По оценке учёных, концентрация в центральных районах таких соединениях может быть от 100 до 1000 звёзд на один кубический парсек. Причем расстояние между элементами примерно 3-4,5 трлн км.

Как оказалось, шаровые скопления имеют диаметр 20-60 парсек, а масса примерно от десяти до миллиона солнечных масс.

Гигантские скопления звезд во вселенной называются Галактика.

Классификация классов концентрации по Шепли-Сойер

Разумеется, если что-то не в единичном экземпляре, человек выделит группу из этого по каким-либо признакам. Так мы устроены, так нам проще.

Благодаря деятельности и исследованиям астрономов, шаровые скопления разгруппировали на отдельные категории.

Данное распределение основано на содержании объектов, входящих в объединение. Где выделены классы от 1 до 12 в порядке уменьшения.

Молекулярное облако РО Змееносца

Какие звезды входят в шаровые скопления

На самом деле, на небе такое скопление звезд состоит из сотен тысяч светил, которые имеют низкую металличность. Более того, их количество может доходить и до миллиона.

К тому же, некоторых могут содержать нейтронные звёзды и чёрные дыры.
По правде говоря, их образуют разные по возрасту тела. Но, в значительной степени, они очень взрослые.

Изучение

На данный момент, природа возникновения этих космических объектов изучена не до конца. Так как остаётся открытым вопрос какие звезды входят в шаровые скопления. Точнее состоят ли они из светил одного возраста или включают тела, которые уже прошли множество циклов.

Хотя в большинстве случаев звёзды находятся примерно на одном этапе эволюции. Что позволяет предположить об одном времени их формирования. Однако некоторые соединения содержат различные по возрасту элементы.

Скопление M 80 в созвездии Скорпиона

В результате наблюдений выделили одну закономерность. Шаровые скопления появляются в звездообразующих областях космоса. Где, соответственно, межзвёздная среда более плотная.

Прежде всего, они их много в районах со вспышками звёздообразования и в галактиках, взаимодействующих друг с другом.

Между тем, в шаровых группах не происходит активного образования звёзд. А значит, они представляют собой очень старые объекты Вселенной и состоят из тел преклонного возраста.

Вдобавок химический состав и вытянутые орбиты указывают на то, что они зародились примерно в одно время с самой Галактикой. Проще говоря, это древнейшие элементы космического пространства. Стоит отметить, что их возраст составляет 10-20 млрд лет.

По правде, шаровые скопления не редко встречаются во Вселенной. Например, Млечный Путь вмещает более 150 сферичных групп, которые сформировались приблизительно 10 млрд лет назад. По данным учёных, в их элементах мало тяжёлых элементов и их высокая плотность. Из-за этого не может быть и речи про планетообразование в таких областях.

К примеру, из рассеянных самым известным является скопление Плеяды из созвездия Тельца. Между прочим, это одно из ближайших к нам подобных образований.
А к сферическим относятся, в основном, такие объекты Мессье, как М2, М4, М5, М13 и другие.

Сегодня мы узнали, что такое шаровые образования и в каких звездных скоплениях больше звезд. Безусловно, их исследование играет важную роль в изучении эволюции светил, возраста Вселенной, галактических формированиях и структурах.
Без сомнения, звёздные группы очень интересные и красочные объекты.

Источник