Atvērtās zvaigžņu kopas — definīcija, veidošanās un piemēri

Iepazīstiet atvērtās zvaigžņu kopas: kas tās ir, kā veidojas, cik ilgstošas, to nozīme zvaigžņu evolūcijā un slavenākie piemēri (Plejādes, Hiades).

Atklāts zvaigžņu kopums, ko dēvē arī par galaktisko kopu, ir grupa, kurā ir daži simti vai tūkstoši zvaigžņu. To locekļi parasti ir aptuveni vienāda vecuma un radušies no viena milzu molekulārā mākoņa, tāpēc tiem ir līdzīgs ķīmiskais sastāvs un sākotnējie apstākļi.

Veidošanās un agrīnā attīstība

Atvērtās kopas rodas, kad lieli molekulārie mākoņi sabrūk pa daļām un no tiem izveidojas zvaigžņu mākoņi vai rindas. Jaunie atvērtie klasteri bieži joprojām atrodas molekulārajā mākonī, no kura tie izveidojušies; tie to izgaismo un veido

H II reģionu, kurā spēcīga ultravioleto starojuma plūsma jonizē apkārtējo gāzi. Laika gaitā kopas radītais starojuma spiediens un zvaigžņu vējus izkliedē atlikušās gāzes. Parasti tikai daļa — aptuveni 10 % — no sākotnējā gāzes mākoņa masas transformējas zvaigznēs, pārējā gāze tiek izmesta vai izkliedēta.

Struktūra, izmēri un sastāvs

Atvērtajās kopās parasti ir no dažiem simtiem līdz dažiem tūkstošiem zvaigžņu; to tipiska izmēra mērs ir pāris līdz desmit parseku. Kopu iekšējo dinamiku nosaka zvaigžņu savstarpējā gravitācija, divu ķermeņu sadursmes, kā arī iespējamā masu segregācija, kur smagākas zvaigznes laika gaitā mēdz koncentrēties tuvāk centram. Kopu ģenētiskais sastāvs (metāliskums) parasti ir līdzīgs, jo tās locekļi veidojušies vienlaikus no viena mākoņa.

Dzīves ilgums un izjukšana

Piena Ceļa galaktikā ir atklāti vairāk nekā 1100 atvērto kopu, un tiek uzskatīts, ka to ir vēl daudz vairāk. Atvērtās kopas parasti nav stingri saistītas — tās ir brīvi saistītas savā starpā savstarpējas gravitācijas pievilkšanāsdēļ, bet tās izjauc tuvas sadursmes ar citiem kopām, mijiedarbība ar gāzes mākoņiem un galaktiskā štata (tidālie) spēki. Lielākā daļa atvērto kopu izjukst dažos simtos miljonu gadu, taču vismasīvākās var izdzīvot vairākus miljardus gadu.

Galvenie izjukšanas mehānismi ir:

• tā saucamā divu ķermeņu relaksācija (iekšējā dinamika),
• satiksmes traucējumi ar galaktikas zvaigžņu disku un spēcīgiem molekulārajiem mākoņiem,
• masa zudums zvaigžņu vētru un supernovu dēļ, kas samazina kopas kopējo gravitācijas saites spēku.

Atšķirības no lodveida kopām un izplatība

Turpretī masīvākos lodveida zvaigžņu kopu zvaigžņu kopas rada spēcīgāku gravitācijas pievilkšanas spēku uz to locekļiem. Tādējādi tie var izdzīvot ilgāk. Atvērtie kopu kopas ir atrastas tikai spirālveida un neregulārās galaktikās, kurās notiek aktīva zvaigžņu veidošanās. Lodveida kopas savukārt parasti ir daudz vecākas, blīvākas un atrodas galaktiku halōs.

Nozīme astronomijā

Atvērtās kopas ir galvenie objekti zvaigžņu evolūcijas pētniecībā. Kopas locekļu vecums un ķīmiskais sastāvs ir līdzīgs, tāpēc to īpašības (piemēram, attālums, vecums un ķīmiskais sastāvs) ir vieglāk pētāmas nekā izolētām zvaigznēm. Galvenās metodes, ko izmanto kopu pētījumos, ir izokronu atbilstošana (isochrone fitting) — lai noteiktu vecumu un attālumu, galvenās secības pagrieziena punkta analīze, kā arī spektroskopija un litija izsīkuma analīze jauniem locekļiem.

Atvērtās kopas kalpo arī kā svarīgi galaktiskās evolūcijas un zvaigžņu veidošanās rādītāji: tās palīdz noteikt spirālo roku struktūru, vecuma un metāliskuma sadalījumu diskā un kalibrēt galaktisko attālumu mērogu, izmantojot galvenās secības salīdzināšanu (main-sequence fitting).

Novērojami piemēri un redzamība

Dažas atvērtās kopas ir pietiekami tuvas un spožas, lai tās varētu redzēt ar neapbruņotu aci. Vairākas atklātās kopas, piemēram,

Plejādes, Hiades vai Alfa Perseja kopa, ir redzamas ar neapbruņotu aci. Papildus tam pastāv arī plašas, mazāk blīvas jaunās asociācijas (OB associācijas), kurās dominē masīvas, karstas zvaigznes; tās bieži pārklājas ar atvērtajām kopām un kopīgi atspoguļo pēdējā laika zvaigžņu veidošanos reģionus.

Kopsavilkums

Atvērtās zvaigžņu kopas ir īslaicīgas, bet ārkārtīgi vērtīgas struktūras astronomijā: tās sniedz informāciju par zvaigžņu veidošanos, evolūciju, galaktikas struktūru un ķīmisko attīstību. To vienveidīgais vecums un sastāvs padara tās par dabiskiem “darba stendiem”, kur var pārbaudīt zvaigžņu modeli un noteikt attālumus un laikmetu galaktikai.

Zvaigžņu kopa NGC 3572 un tās apkārtne.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir atvērta zvaigžņu kopa?

A: Atklāts zvaigžņu kopums, ko dēvē arī par galaktisko kopu, ir grupa, ko veido vairāki simti vai tūkstoši zvaigžņu, kuru vecums ir aptuveni vienāds un kuras ir veidojušās no viena un tā paša milzu molekulārā mākoņa.

Jautājums: Cik daudz atvērto zvaigžņu kopu ir atklātas Piena Ceļa galaktikā?

A: Piena Ceļa galaktikā ir atklāti vairāk nekā 1100 atvērto kopu.

J: Kā atklātie kopu kopas turas kopā?

A.: Atvērtās kopas ir brīvi saistītas savā starpā ar savstarpēju gravitācijas pievilkšanu, bet tās var izjaukt ciešas sadursmes ar citām kopām un gāzes mākoņiem.

J: Cik ilgi parasti saglabājas atklātās kopas?

A: Atvērtās kopas parasti saglabājas dažus simtus miljonu gadu, bet vismasīvākās - dažus miljardus gadu.

J: Vai ir lielāka vai mazāka varbūtība, ka lodveida kopas izdzīvos, nekā atklātās kopas?

A.: Zvaigžņu kopas rada spēcīgāku gravitācijas pievilkšanas spēku saviem locekļiem, tāpēc tās var izdzīvot ilgāk nekā atklātās kopas.
J: Kāda veida galaktikās ir atklātie zvaigžņu kopu tipi? A: Atklātie zvaigžņu kopumi ir atrasti tikai spirālveida un neregulārās galaktikās, kurās notiek aktīva zvaigžņu veidošanās.

J: Kas notiek, kad jaunie atvērtie zvaigžņu kopas veidojas molekulārajos mākoņos? A: Jaunie atvērtie zvaigžņu kopas izgaismo molekulāro mākoni, kurā tās veidojas, un izveido H II reģionu. Laika gaitā kopas radītais starojuma spiediens izkliedēs molekulāro mākoni.


Meklēt