Открытые звёздные скопления: рождение и эволюция звёзд

Введение

Большая группа звезд, менее связанных, чем шаровые скопления.

Открытое скопление – это тип звездного скопления, состоящий из десятков до нескольких тысяч звезд, образовавшихся из одного гигантского молекулярного облака и имеющих примерно одинаковый возраст. В галактике Млечный Путь обнаружено более 1100 открытых скоплений, и предполагается существование еще большего их числа. Источник: ESO.]] Известное открытое скопление Плеяды в созвездии Тельца было распознано как группа звезд еще в древности, а Гиады (также часть Тельца) – одно из старейших открытых скоплений. Другие открытые скопления ранние астрономы отмечали как неразрешенные туманные пятна света. В своем «Альмагесте» римский астроном Птолемей упоминает скопление Пресепе, двойное скопление в Персее, скопление Кома и скопление Птолемея, а персидский астроном Аль-Суфи – скопление Омикрон Велорум. Первым, кто использовал телескоп для наблюдения за ночным небом и записи своих наблюдений, был итальянский ученый Галилео Галилей в 1609 году. Направив телескоп на некоторые туманные пятна, зафиксированные Птолемеем, он обнаружил, что это не одиночные звезды, а группы многих звезд. Для Пресепе он насчитал более 40 звезд. Там, где ранее наблюдатели отмечали лишь 6–7 звезд в Плеядах, он обнаружил почти 50.]] Открытые скопления варьируются от очень разреженных скоплений, содержащих всего несколько звезд, до крупных агломераций, включающих тысячи звезд. Обычно они состоят из отчетливого плотного ядра, окруженного более диффузной «короной» членов скопления. Ядро обычно имеет диаметр около 3–4 световых лет, а корона простирается примерно на 20 световых лет от центра скопления. Типичная плотность звезд в центре скопления составляет около 1,5 звезды на кубический световой год, в то время как звездная плотность в окрестностях Солнца составляет около 0,003 звезды на кубический световой год. Некоторые открытые скопления содержат горячие голубые звезды, которые кажутся значительно моложе остальной части скопления. Эти голубые отстающие звезды также наблюдаются в шаровых скоплениях, и в очень плотных ядрах шаровых скоплений считается, что они возникают в результате столкновений звезд, формирующих более горячую и массивную звезду. Однако звездная плотность в открытых скоплениях намного ниже, чем в шаровых скоплениях, и столкновения звезд не могут объяснить количество наблюдаемых голубых отстающих звезд. Вместо этого предполагается, что большинство из них, вероятно, образуются, когда динамические взаимодействия с другими звездами приводят к слиянию двойной системы в одну звезду. Поскольку звезды в открытом скоплении находятся примерно на одинаковом расстоянии от Земли и родились примерно в одно и то же время из одного и того же материала, различия в видимой яркости между членами скопления обусловлены только их массой. Переменные типа RR Лиры слишком стары, чтобы быть связаны с открытыми скоплениями, и встречаются только в шаровых скоплениях.

An open cluster is a type of star cluster made of tens to a few thousand stars that were formed from the same giant molecular cloud and have roughly the same age. More than 1,100 open clusters have been discovered within the Milky Way galaxy, and many more are thought to exist. Credit ESO.]] The prominent open cluster the Pleiades, in the constellation Taurus, has been recognized as a group of stars since antiquity, while the Hyades (which also form part of Taurus) is one of the oldest open clusters. Other open clusters were noted by early astronomers as unresolved fuzzy patches of light. In his Almagest, the Roman astronomer Ptolemy mentions the Praesepe cluster, the Double Cluster in Perseus, the Coma Star Cluster and the Ptolemy Cluster, while the Persian astronomer Al Sufi wrote of the Omicron Velorum cluster.]] The first person to use a telescope to observe the night sky and record his observations was the Italian scientist Galileo Galilei in 1609. When he turned the telescope toward some of the nebulous patches recorded by Ptolemy, he found they were not a single star, but groupings of many stars. For Praesepe, he found more than 40 stars. Where previously observers had noted only 6–7 stars in the Pleiades, he found almost 50.]] Open clusters range from very sparse clusters with only a few members to large agglomerations containing thousands of stars. They usually consist of quite a distinct dense core, surrounded by a more diffuse 'corona' of cluster members. The core is typically about 3–4 light years across, with the corona extending to about 20 light years from the cluster center. Typical star densities in the center of a cluster are about 1.5 stars per cubic light year; the stellar density near the Sun is about 0.003 stars per cubic light year. Some open clusters contain hot blue stars which seem to be much younger than the rest of the cluster. These blue stragglers are also observed in globular clusters, and in the very dense cores of globulars they are believed to arise when stars collide, forming a much hotter, more massive star. However, the stellar density in open clusters is much lower than that in globular clusters, and stellar collisions cannot explain the numbers of blue stragglers observed. Instead, it is thought that most of them probably originate when dynamical interactions with other stars cause a binary system to coalesce into one star. Because the stars in an open cluster are all at roughly the same distance from Earth, and were born at roughly the same time from the same raw material, the differences in apparent brightness among cluster members are due only to their mass. RR Lyrae variables are too old to be associated with open clusters, and are instead found in globular clusters.

Планеты

Звезды в открытых скоплениях могут иметь экзопланеты, подобно звездам вне открытых скоплений. Например, открытое скопление NGC 6811 содержит две известные планетарные системы — Кеплер-66 и Кеплер-67. Кроме того, известно о существовании нескольких горячих Юпитеров в скоплении Пчелиные Соты.