Введение

Звездные скопления — это большие группы звезд, удерживаемые вместе собственной гравитацией. Можно выделить два основных типа звездных скоплений: шаровые скопления — это плотные группы от десяти тысяч до миллионов старых звезд, гравитационно связанных между собой, в то время как рассеянные скопления — это более рыхлые группы звезд, обычно содержащие менее нескольких сотен звезд и часто очень молодые. Рассеянные скопления со временем разрушаются под гравитационным влиянием гигантских молекулярных облаков по мере их движения по галактике, однако звезды, входившие в скопление, продолжают двигаться в основном в одном направлении в пространстве, даже если они больше не связаны гравитацией; такие группы называются звездными ассоциациями, иногда также движущимися группами. К звездным скоплениям, видимым невооруженным глазом, относятся Плеяды, Гиады и 47 Тукана.

Открытый кластер

Открытые скопления сильно отличаются от шаровых. В отличие от шарообразно распределенных шаровых скоплений, они ограничены галактической плоскостью и почти всегда встречаются в спиральных рукавах. Как правило, это молодые объекты, возраст которых составляет до нескольких десятков миллионов лет, с редкими исключениями, возраст которых достигает нескольких миллиардов лет, например, Messier 67 (ближайшее и наиболее изученное старое открытое скопление). Они формируют области H II, такие как туманность Ориона. Открытые скопления обычно содержат несколько сотен звезд и занимают область диаметром до 30 световых лет. Будучи гораздо менее плотными, чем шаровые скопления, они гораздо слабее связаны гравитационно и со временем разрушаются гравитацией гигантских молекулярных облаков и других скоплений. Тесные сближения между звездами в скоплении также могут приводить к выбросу звезд, процесс, известный как "испарение". Наиболее известные открытые скопления – Плеяды и Гиады в созвездии Тельца. Двойное скопление h+Chi Персея также может быть хорошо видно в темную ночь. В открытых скоплениях часто преобладают горячие молодые голубые звезды, поскольку, хотя такие звезды живут недолго по звездным меркам – всего несколько десятков миллионов лет – открытые скопления, как правило, рассеиваются до того, как эти звезды умирают. Определение точных расстояний до открытых скоплений позволяет калибровать зависимость период-светимость, наблюдаемую у цефеид, которые затем используются как стандартные свечи. Цефеиды обладают высокой светимостью и могут быть использованы для определения расстояний до далеких галактик и скорости расширения Вселенной (постоянной Хаббла). Фактически, открытое скопление NGC 7790 содержит три классические цефеиды, которые играют важную роль в подобных исследованиях.

Промежуточные формы

В 2005 году астрономы обнаружили новый тип звездного скопления в галактике Андромеды, который во многих отношениях очень похож на шаровые скопления, хотя и менее плотный. В Млечном Пути подобных скоплений (также известных как расширенные шаровые скопления) не обнаружено. Три скопления, найденных в галактике Андромеды, имеют обозначения M31WFS C1, M31WFS C2 и M31WFS C3. Эти вновь открытые звездные скопления содержат сотни тысяч звезд, что сопоставимо с количеством звезд в шаровых скоплениях. Они также разделяют другие характеристики с шаровыми скоплениями, такие как звездные популяции и металличность. Отличительной особенностью этих скоплений является их значительно больший размер – несколько сотен световых лет в поперечнике – и гораздо меньшая плотность, в сотни раз ниже, чем у шаровых скоплений. Соответственно, расстояния между звездами в них значительно больше. Эти скопления обладают свойствами, промежуточными между шаровыми скоплениями и карликовыми сфероидальными галактиками. Механизм их формирования пока неизвестен, но он вполне может быть связан с формированием шаровых скоплений. Неизвестно также, почему такие скопления существуют в M31, но отсутствуют в Млечном Пути. Неясно, содержат ли другие галактики подобные скопления, однако маловероятно, что M31 является единственной галактикой, обладающей расширенными скоплениями.

Астрономическое значение

Звездные скопления важны во многих областях астрономии. Это связано с тем, что почти все звезды в старых скоплениях сформировались примерно в одно и то же время. Различные свойства всех звезд в скоплении являются функцией только массы, поэтому теории звездной эволюции опираются на наблюдения открытых и шаровых скоплений. Это особенно верно для старых шаровых скоплений. В случае молодых (возраст < 1 млрд лет) и скоплений среднего возраста (1 < возраст < 5 млрд лет) такие факторы, как возраст, масса и химический состав, также могут играть важную роль. На основании своего возраста звездные скопления могут предоставить много информации об их галактиках-хозяевах. Например, звездные скопления в Магеллановых Облаках могут дать важные сведения о формировании карликовых галактик Магеллановых Облаков. Это, в свою очередь, может помочь нам понять многие астрофизические процессы, происходящие в нашей галактике Млечный Путь. Эти скопления, особенно молодые, могут объяснить процессы звездообразования, которые могли происходить в нашей галактике Млечный Путь. Скопления также являются важным этапом в определении шкалы расстояний во Вселенной. Расстояние до некоторых ближайших скоплений можно измерить с помощью параллакса. Для этих скоплений можно построить диаграмму Герцпрунга — Рассела с известными абсолютными значениями на оси светимости. Затем, построив аналогичную диаграмму для скопления, расстояние до которого неизвестно, можно сравнить положение главной последовательности с положением в первом скоплении и оценить расстояние. Этот процесс известен как метод подгонки по главной последовательности. При использовании этого метода необходимо учитывать покраснение и звездные популяции. Почти все звезды в Галактическом поле, включая Солнце, изначально формировались в регионах со встроенными скоплениями, которые впоследствии распались. Это означает, что на свойства звезд и планетных систем могла повлиять ранняя скопленная среда. Похоже, это относится и к нашей Солнечной системе, где химический состав указывает на влияние сверхновой от близлежащей звезды на ранних этапах истории Солнечной системы.

Звездное облако

Технически это не звездные скопления, звездные облака — это большие группы множества звезд внутри галактики, разбросанные на огромные расстояния в световых годах. Они часто содержат в себе звездные скопления. Звезды кажутся плотно расположенными, но обычно не образуют какой-либо структуры. Внутри Млечного Пути звездные облака видны сквозь просветы между пылевыми облаками Великого Разлома, обеспечивая более глубокий обзор вдоль нашей линии видимости. Звездные облака также были идентифицированы в других близлежащих галактиках. Примеры звездных облаков включают Большое звездное облако Стрельца, Малое звездное облако Стрельца, звездное облако Скутум, звездное облако Лебедя, звездное облако Нормы и NGC 206 в галактике Андромеды.

Номенклатура

В 1979 году 17-я Генеральная ассамблея Международного астрономического союза рекомендовала присваивать вновь открытым звездным скоплениям, как рассеянным, так и шаровым, в пределах Галактики обозначения, соответствующие схеме "Chhmm±ddd", всегда начинающиеся с префикса C, где h, m и d обозначают приблизительные координаты центра скопления в часах и минутах прямого восхождения и градусах склонения соответственно, с ведущими нулями. Обозначение, однажды присвоенное, не подлежит изменению, даже если последующие измерения уточняют положение центра скопления. Первые такие обозначения были присвоены Гостой Лингой в 1982 году.