Supertähtiklusterit ovat satojen tuhansien hyvin nuorten tähtiryhmien ryhmiä, jotka on pakattu uskomattoman pieneen tilaan. Ne edustavat äärimmäisiä ympäristöjä, joissa tähdet ja planeetat voivat muodostua.
Tähän saakka supertähtiklusterien tiedettiin olevan olemassa vain hyvin kaukana, pääasiassa pareittain tai ryhmissä vuorovaikutuksessa olevissa galakseissa. Nyt kuitenkin joukko eurooppalaisia tähtitieteilijöitä [1] on käyttänyt ESOn kaukoputkia paljastamaan tällaisen hirviöobjektin omassa galaksissamme, Linnunradalla, melkein, mutta ei aivan, omassa takapihassamme!
Vasta löydetty massiivinen rakenne on piilotettu suuren pöly- ja kaasupilven taakse, ja siksi sen todellisen luonteen paljastaminen kesti niin kauan. Se tunnetaan nimellä “Westerlund 1” ja on tuhat kertaa lähempänä kuin mikään muu toistaiseksi tunnettu supertähtiklusteri. On riittävän lähellä, että tähtitieteilijät voivat nyt koota sen rakenteen yksityiskohtaisesti.
Westerlund 1 sisältää satoja erittäin massiivisia tähtiä, joista osa loistaa lähes miljoonan auringon kirkkaudella ja noin kaksi tuhatta kertaa suurempi kuin aurinko (yhtä suuri kuin Saturnuksen kiertorata)! Todellakin, jos aurinko sijaitsisi tämän merkittävän klusterin ytimessä, taivas olisi täynnä satoja tähtiä niin kirkkaita kuin täysikuu. Westerlund 1 on ainutlaatuisin luonnollinen laboratorio äärimmäisen tähtifysiikan tutkimiseen. Auttaa tähtitieteilijöitä selvittämään, kuinka galaksissamme massiivisimmat tähdet elävät ja kuolevat.
Havaintojensa perusteella tähtitieteilijät päättelevät, että tämä äärimmäinen klusteri sisältää todennäköisesti vähintään 100 000-kertaisen auringon massan ja kaikki sen tähdet sijaitsevat alle 6 valovuoden poikki sijaitsevalla alueella. Westerlund 1 näyttää siis olevan massiivisin kompakti nuori klusteri, joka on vielä identifioitu Linnunradan galaksissa.
Supertähtiklusterit
Tähdet syntyvät yleensä pienissä ryhmissä, useimmiten ns. Avoimissa klustereissa, joissa on tyypillisesti muutama sata tähteä. Monien havaintojen perusteella tähtitieteilijät päättelevät, että aurinko itse syntyi yhdessä sellaisessa klusterissa, noin 4500 miljoonaa vuotta sitten.
Joissakin aktiivisissa galakseissa ("starburst") tutkijat ovat havainneet väkivaltaisia tähtiä muodostuvia jaksoja (katso esimerkiksi ESO Press Photo 31/04), mikä on johtanut supertähtiklusterien kehittymiseen, joista kukin sisältää useita miljoonia tähtiä.
Tällaiset tapahtumat olivat selvästi yleisiä Linnunradan lapsuudessa, yli 12 000 miljoonaa vuotta sitten: monien galaktisten globaalien klustereiden - jotka ovat melkein yhtä vanhoja kuin galaksiamme (esim. ESO PR 20/04) - uskotaan todella olevan varhaisen jäännöksiä. supertähtiklusterit.
Kaikki tähtien puhkeamissa galakseissa tähän mennessä havaitut supertähtiklusterit ovat hyvin kaukana. Yksittäisiä tähtiä ei voida erottaa edes edistyneimmällä tekniikalla. Tämä monimutkaistaa heidän tutkimustaan, ja tähtitieteilijät ovatkin jo pitkään halunneet löytää tällaisia klustereita naapuristollemme koettaakseen niiden rakenteen paljon yksityiskohtaisemmin.
Nyt eurooppalaisten tähtitieteilijöiden ryhmä [1] on vihdoin onnistunut tekemään niin, käyttämällä useita ESOn kaukoputkia La Silla-observatoriossa (Chile).
Westerlund 1
Avoin klusteri Westerlund 1 sijaitsee Ara-eteläisessä tähdistössä (alttari-tähdistö). Ruotsalainen tähtitieteilijä Bengt Westerlund löysi sen vuonna 1961 Australiasta, joka muutti myöhemmin sieltä tullakseen ESO: n johtajaksi Chileen (1970 - 74). Tämä rypäle on takana valtavan tähteiden välisen kaasu- ja pölypilven takana, joka estää suurimman osan sen näkyvästä valosta. Himmennyskerroin on yli 100 000 - ja siksi on kulunut niin kauan, että paljastetaan tämän erityisen klusterin todellinen luonne.
Vuonna 2001 tähtitieteilijöiden ryhmä tunnisti klusterissa yli tusinan erittäin kuumia ja erikoisia massiivisia tähtiä, ns. "Wolf-Rayet" -tähtiä. Sittemmin he ovat tutkineet Westerlund 1: ää laajasti erilaisilla ESO-kaukoputkilla.
He käyttivät kuvia laajakenttäkuvasta (WFI), joka oli kiinnitetty 2,2 m: n ESO / MPG: hen, sekä SUperb Seeing Imager 2 (SuSI2) -kamerasta ESO: n 3,5 m: n uuden tekniikan teleskoopilla (NTT). Näistä havainnoista he pystyivät tunnistamaan noin 200 klusterin jäsentähtiä.
Näiden tähtien todellisen luonteen selvittämiseksi tähtitieteilijät suorittivat sitten spektroskooppiset havainnot noin neljännekselle niistä. Tätä varten he käyttivät Boller & Chivens -spektrografia ESO 1,52 -m teleskooppissa ja ESO Multi-Mode Instrument (EMMI) NTT: llä.
Eksoottinen eläintarha
Nämä havainnot ovat paljastaneet suuren joukon erittäin kirkkaita ja massiivisia, melko äärimmäisiä tähtiä. Jotkut täyttäisivät aurinkokunnan tilan Saturnuksen kiertoradalla (noin 2000 kertaa suurempi kuin aurinko!), Toiset ovat yhtä kirkkaita kuin miljoona aurinkoa.
Westerlund 1 on tietenkin fantastinen tähtitieteellinen eläintarha, jolla on eksoottisin väestö ja todellinen tähtitieteellinen kulta. Kaikki tunnistetut tähdet ovat kehittyneitä ja erittäin massiivisia, ja ne kattavat kaikki tähtien omituisuudet Wolf-Rayet-tähdistä, OB-supergioista, keltaisista Hypergianteista (lähes yhtä kirkkaat kuin miljoona aurinkoa) ja valaisevista sinisistä muuttujista (samanlaisia poikkeuksellisen Eta Carinae -objektin kanssa - katso ESO PR 31/03).
Kaikki Westerlund 1: ssa tähän mennessä analysoidut tähdet painavat vähintään 30–40 kertaa enemmän kuin aurinko. Koska tällaisilla tähtiillä on melko lyhyt ikä - tähtitieteellisesti - Westerlund 1: n on oltava hyvin nuori. Astronomit määrittävät ikän välillä 3,5 - 5 miljoonaa vuotta. Joten, Westerlund 1 on selvästi ”vastasyntynyt” klusteri galaksissamme!
Massiivisin klusteri
Westerlund 1 on uskomattoman runsaasti hirviötähtiä - aivan kuten yksi esimerkki, se sisältää niin monta keltaista Hypergianttia kuin ennen oli tunnettu koko Linnunradalla!
"Jos aurinko sijaitsisi Westerlund 1: n ytimessä, taivas olisi täynnä tähtiä, joista monet ovat kirkkaampia kuin täysikuu", kommentoi Ignacio Negueruela Espanjan Alicanten yliopistosta ja joukkueen jäsen.
Suuri määrä erittäin massiivisia tähtiä merkitsee sitä, että Westerlund 1: n täytyy sisältää valtava määrä tähtiä. "Selittää galaksissamme, Lontoon University College (UK) ja yksi tutkimuksen kirjoittajista Simon Clark," jokaisessa tähdessä on yli 100 aurinkoa muistuttavaa tähteä, jotka painavat 10 kertaa enemmän kuin aurinko. Se, että näemme Westerlund 1: ssä satoja massiivisia tähtiä, tarkoittaa, että se sisältää todennäköisesti lähes puoli miljoonaa tähteä, mutta suurin osa näistä ei ole tarpeeksi kirkkaita seuraamaan hämärtyvän kaasu- ja pölypilven läpi ”. Tämä on kymmenen kertaa enemmän kuin mikään muu tunnettu nuori klusteri Linnunradalla.
Westerlund 1 on oletettavasti paljon massiivisempi kuin galaksiamme keskialueella olevat tiheät raskaiden tähteiden ryhmät, kuten kaaret ja Quintuplet-klusterit. Tämän vahvistamiseksi tarvitaan lisää syviä infrapunahavaintoja.
Tämä supertähtiklusteri tarjoaa nyt tähtitieteilijöille ainutlaatuisen näkökulman kohti yhtä maailman äärimmäisimmistä ympäristöistä. Westerlund 1 tarjoaa varmasti uusia mahdollisuuksia pitkäaikaisessa pyrkimyksessä saada lisää ja hienompia yksityiskohtia siitä, kuinka tähdet, ja etenkin massiiviset, muodostavat.
… Ja kaikkein tiiviimpiä
Westerlund 1: n suuri tähteiden lukumäärä ei ollut ainoa yllätys, joka odotti Clarkia ja hänen kollegoitaan. Havaintojen perusteella ryhmän jäsenet havaitsivat myös, että kaikki nämä tähdet on pakattu hämmästyttävän pieneen tilavuuteen, todellakin alle 6 valovuotta poikki. Itse asiassa tämä on enemmän tai vähemmän verrattavissa 4 valovuoden etäisyyteen auringon lähinnä olevaan tähtiin, Proxima Centauriin!
Se on uskomatonta: pitoisuus Westerlund 1: ssä on niin suuri, että keskimääräinen etäisyys tähtijen välillä on melko samanlainen kuin aurinkokunnan.
"Jos niin paljon tähtiä on niin pienessä tilavuudessa, jotkut niistä voivat törmätä", Simon Clark ajattelee. ”Tämä voisi johtaa keskimassan mustan reiän muodostumiseen, joka on massiivisempi kuin 100 aurinko massaa. Voi olla, että sellainen hirviö on jo muodostunut Westerlund 1: n ytimeen. ”
Westerlund 1: n valtavien massiivisten tähteiden populaatio viittaa siihen, että sillä on erittäin merkittävä vaikutus ympäristöönsä. Klusterissa on niin paljon massiivisia tähtiä, että alle 40 miljoonan vuoden ajanjaksolla se on yli 1500 supernoovan sijaintipaikka. Jättiläinen ilotulitus, joka saattaa ajaa galaktisen materiaalin suihkulähdettä!
Koska Westerlund 1 on vain noin 10 000 valovuoden päässä, korkearesoluutioiset kamerat, kuten NAOS / CONICA, ESOn erittäin suurella teleskoopilla, voivat erottaa yksittäiset tähdet. Tällaiset havainnot alkavat nyt paljastaa pienempiä tähtiä Westerlund 1: ssä, mukaan lukien jotkut, jotka ovat vähemmän massiivisia kuin aurinko. Tähtitieteilijät voivat siis pian tutkia tätä eksoottista galaktista eläintarhaa perusteellisesti.
Lisää tietoa
Tässä ESO: n lehdistötiedotteessa esitelty tutkimus ilmestyy pian johtavassa tutkimuslehdessä Astronomy and Astrophysics (”J.S. Clarkin ja hänen kollegoidensa” Super Star Cluster Westerlund 1: n massiivisesta tähtipopulaatiosta ”). PDF-tiedosto on saatavana A&A-verkkosivustolla. Pian julkaisu Astronomy and Astrophysics julkaisee myös toisen lehden (Ignacio Negueruelan ja Simon Clarkin kirjoittamat "Lisää Wolf-Rayet-tähtiä tähtikirkassa Westerlund 1"). Se on saatavana nimellä astro-ph / 0503303.
Universidad de Alicanten julkaisema espanjalainen lehdistötiedote on saatavana Ignacio Negueruelan verkkosivuilla.
Merkintä
[1]: Joukkue koostuu Simon Clarkista (University College London, UK), Ignacio Negueruela (Universidad de Alicante, Espanja), Paul Crowther (Sheffieldin yliopisto, Iso-Britannia), Simon Goodwin (Walesin yliopisto, Cardiff, UK). , Rens Waters (Amsterdamin yliopisto) ja Sean Dougherty (Dominion Radio Astrophysical Observatory).
Alkuperäinen lähde: ESO-lehdistötiedote
