Звездные скопления и ассоциации в составе галактик. Двойные и кратные звездные системы

Большая часть населяющих Галактику звезд рождаются в звездных группах — так называемых скоплениях. В отличие от звезд, входящих в состав созвездий, которые только кажутся близкими с Земли, объкты звездных скоплений действительно расположены относительно близко друг к другу и находятся в тесном гравитационном взаимодействии. Различают рассеянные и шаровые звездные скопления.

Рассеянные скопления имеют неправильную форму и состоят из небольшого количества молодых ярких массивных звезд. Рассеянные скопления располагаются в диске галактик, в основном в рукавах. Одно из самых известных рассеянных скоплений, видимых невооруженным глазом, — это Плеяды (рис. 9.17), расположенные в 400 световых годах от нас. Их возраст составляет всего около 130 млн лет.

Рис. 9.17. Рассеянное звездное скопление Плеяды в созвездии Тельца (М45)

(?) Знакомы ли вы с древнегреческим мифом о сестрах-нимфах Плеядах? Подготовьте небольшое сообщение на данную тему.

Формирование рассеянных скоплений можно наблюдать и в настоящее время, в отличие от «шаровиков».

Шаровые скопления («шаровики», рис. 9.18) располагаются в основном в толще сфероидного гало, они массивны (0,1—1 млн М0) и округлы, а в их состав входит множество (до нескольких миллионов) звезд. Размеры шаровых скоплений могут достигать нескольких десятков световых лет. «Шаровики» вращаются вокруг галактического центра по сильно вытянутым орбитам, под различными углами пересекая галактический диск.

Рис. 9.18. Шаровое звездное скопление

Шаровые скопления были открыты Уильямом Гершелем в 1789 г. На сегодняшний день известно порядка 150 «шаровиков», в действительности же их может быть на несколько десятков больше. Известно, что не все шаровые скопления были образованы в пределах нашей Галактики: некоторые из них зародились в спутниках, а позже были захвачены.

«Шаровики» являются одними из самых древних образований в Галактике. Их возраст превышает возраст Солнца, а иногда достигает 10 млрд лет (для сравнения: возраст Галактики составляет около 13 млрд лет). Это обусловлено тем, что в шаровых скоплениях содержится лишь малое количество межзвездного вещества и процессы звездообразования не протекают. Таким образом, «шаровики» населены старыми маломассивными звездами, жизненные циклы которых до сих пор находятся на главной последовательности — в стадии преобразования водорода в гелий.

(?) Сколько лет назад возникла Солнечная система?

Истинный возраст шаровых скоплений удалось вычислить благодаря исследованию химического состава входящих в них звезд. Дело в том, что шаровые скопления формировались давно — из звезд первого поколения, поэтому они имеют низкую металличность, т. е. не насыщены тяжелыми элементами, которые образуются при взрыве сверхновых.

Шаровые скопления обладают характерной структурой, поскольку в процессе взаимодействия звезд друг с другом самые тяжелые объекты оседают в центре, образуя плотное ядро.

Звездные скопления могут подвергаться разрушению извне или раз- беганию под действием собственных скоростей звезд. Продолжительность существования того или иного скопления зависит от плотности и степени гравитационного взаимодействия звезд. Некоторые звезды могут существовать в составе скоплений миллиарды лет. Иногда под действием внешних сил звезды приобретают дополнительную скорость, выбрасываются из скоплений и продолжают движение по галактике в одиночестве или — чаще — в паре. Такие звезды называются двойными, они довольно устойчивы: даже после смерти объекты (нейтронные звезды или черные дыры) продолжают вращаться вокруг общего центра масс и в конце концов сталкиваются (сливаются), вызывая мощные толчки — гравитационные волны (см. параграф 2.5). Покинувшие скопление гравитационно связанные звезды, число которых превышает две, называются кратными. Такие системы менее устойчивы, чем двойные звезды: чаще всего, они теряют своих спутниц до тех пор, пока в системе не останется лишь две звезды. Область вокруг звезды (в двойной системе), в которой ее гравитационное влияние преобладает по сравнению с гравитационным влиянием других близлежащих массивных объектов, называется Полостью Роша.

Интересный факт

Кратные звездные системы длительное время могут сохранять устойчивость, если в системе имеется несколько центров масс (например, две звезды вращаются в паре вокруг одного центра масс, а третья звезда вращается на достаточно большом расстоянии от первых двух, чтобы гравитационно воспринимать их как единый объект).

Помимо звездных скоплений существуют также звездные ассоциации, которые, в свою очередь, не отличаются долгожительством. В отличие от скоплений, звездные ассоциации не имеют тесной гравитационной связанности из-за большого расстояния между объектами. Поэтому после рассеяния газа только что сформировавшиеся молодые звезды (как и наше Солнце когда-то) разлетаются, и ассоциация перестает существовать.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >