Astronomie

předchozí popis hvězdné evoluce je založena na výpočtech. Žádná hvězda však nedokončí svou životnost hlavní posloupnosti ani její vývoj na červeného obra dostatečně rychle, abychom mohli pozorovat tyto strukturální změny, jak k nim dochází. Naštěstí nám příroda poskytla nepřímý způsob, jak otestovat naše výpočty.

místo pozorování vývoje jedné hvězdy se můžeme podívat na skupinu nebo Shluk hvězd. Hledáme skupinu hvězd, která je ve vesmíru velmi blízko u sebe, držena pohromadě gravitací, často se pohybuje kolem společného centra. Pak je rozumné předpokládat, že jednotlivé hvězdy ve skupině se tvořily téměř ve stejnou dobu, ze stejného oblaku a se stejným složením. Očekáváme, že se tyto hvězdy budou lišit pouze hmotností. A jejich masy určují, jak rychle procházejí každou etapou svého života.

Od hvězdy s vyšší hmotností vyvíjet rychleji, můžeme najít shluky, v nichž masivní hvězdy již dokončili jejich hlavní posloupnosti fáze evoluce a stávají rudými obry, zatímco hvězdy s nižší hmotností ve stejném clusteru jsou stále na hlavní posloupnosti, nebo dokonce—pokud cluster je velmi mladý—prochází pre-hlavní posloupnosti gravitační kontrakce. Můžeme vidět mnoho fázích hvězdného vývoje mezi členy jednoho clusteru, a můžeme zjistit, zda naše modely mohou vysvětlit, proč H–R diagramy hvězdokup různého věku vypadají tak, jak vypadají.

tři základní typy klastrů, které astronomové objevili, jsou kulové klastry, otevřené klastry a hvězdné asociace. Jejich vlastnosti jsou shrnuty v tabulce 1. Jak uvidíme v další části této kapitoly, kulové hvězdokupy obsahují pouze velmi staré hvězdy, zatímco otevřené hvězdokupy a asociace obsahují mladé hvězdy.

Tabulka 1. Vlastnosti Hvězdokup
Charakteristika	Kulové Hvězdokupy	Otevřené Hvězdokupy	Sdružení
Počet v Galaxii	150	Tisíce	Tisíce
Umístění v Galaxii	Halo a centrální výduť	Disk (a spirální ramena)	Spirální ramena
Průměr (ve světelných letech)	50-450	<30	100-500
Hmotnost MSun	104-106	102-103	102-103
Počet hvězd	104-106	50-1000	102-104
Barva nejjasnější hvězdy	Červená	Červená nebo modrá	Modrá
Svítivost clusteru (LSun)	104-106	102-106	104-107
Typické věkové kategorie	Miliardy let	několik set milionů let, v případě neobvykle velké shluky, více než miliardu let.	Až o 107 let

Kulové Hvězdokupy

Kulové hvězdokupy byla dána toto jméno, protože oni jsou téměř symetrické kolem systémů, typicky stovky tisíc hvězd. Nejhmotnější kulovou hvězdokupou v naší vlastní galaxii je Omega Centauri, která je vzdálená asi 16 000 světelných let a obsahuje několik milionů hvězd (Obrázek 1). Všimněte si, že nejjasnější hvězdy v této hvězdokupě, což jsou červené obry, které již dokončily hlavní sekvenční fázi svého vývoje, mají červeno-oranžovou barvu. Tyto hvězdy mají typické povrchové teploty kolem 4000 K. Jak uvidíme, kulové klastry patří mezi nejstarší části naší galaxie Mléčné dráhy.

jaké by to bylo žít uvnitř globulárního klastru? V hustých centrálních oblastech by hvězdy byly zhruba milionkrát blíže než v našem sousedství. Pokud by Země obíhala jednu z vnitřních hvězd v kulové hvězdokupě, nejbližší hvězdy by byly světelné měsíce, ne světelné roky, pryč. Stále by se objevovaly jako světelné body, ale byly by jasnější než kterákoli z hvězd, které vidíme na naší vlastní obloze. Mléčná dráha by pravděpodobně bylo obtížné vidět přes jasný opar hvězdného světla produkovaného hvězdokupem.

v naší Galaxii je známo asi 150 kulových shluků. Většina z nich je ve sférickém halo (nebo oblaku) obklopujícím plochý disk tvořený většinou hvězd naší Galaxie. Všechny kulové klastry jsou velmi daleko od Slunce a některé se nacházejí ve vzdálenosti 60 000 světelných let nebo více od hlavního disku Mléčné dráhy. Průměry kulových hvězdokup se pohybují od 50 světelných let do více než 450 světelných let.

otevřené shluky

otevřené shluky se nacházejí na disku galaxie. Mají řadu věků, některé tak staré jako, nebo dokonce starší než, naše Slunce. Nejmladší otevřené klastry jsou stále spojeny s mezihvězdnou hmotou, ze které se vytvořily. Otevřené hvězdokupy jsou menší než kulové hvězdokupy, obvykle mají průměr menší než 30 světelných let a obvykle obsahují pouze několik desítek až několika stovek hvězd (Obrázek 2). Hvězdy v otevřených shlucích se obvykle objevují dobře oddělené od sebe, dokonce i v centrálních oblastech, což vysvětluje, proč se jim říká „otevřené“.“Naše galaxie obsahuje tisíce otevřených shluků, ale vidíme jen malý zlomek z nich. Mezihvězdný prach, který je také koncentrován v disku, tlumí světlo vzdálenějších shluků natolik, že jsou nezjistitelné.

i když jednotlivé hvězdy v otevřené hvězdokupě může přežít miliardy let, oni obvykle zůstávají spolu jako shluk pouze několik milionů let, nebo nanejvýš několik set milionů let. Existuje několik důvodů. V malých otevřených hvězdokupách může být průměrná rychlost členských hvězd v rámci hvězdokupy vyšší než úniková rychlost hvězdokupy a hvězdy se z hvězdokupy postupně „odpařují“. Blízká setkání členských hvězd mohou také zvýšit rychlost jednoho z členů za únikovou rychlost. Každých několik set milionů let může mít hvězdokupa blízké setkání s obřím molekulárním mrakem a gravitační síla vyvíjená mrakem může shluk roztrhat.

několik otevřených shluků je viditelné pouhým okem. Nejznámější mezi nimi je Plejády (viz Obrázek 5 v Kosmický Prach), které se jeví jako malá skupina šesti hvězd (někteří lidé mohou vidět i více než šest, a Plejády je někdy nazývané Sedm Sester). Tento shluk je uspořádán jako malá máchací lžíce a je vidět v souhvězdí Býka býka. Dobrý dalekohled ukazuje desítky hvězd ve hvězdokupě a dalekohled odhaluje stovky. (Automobilka, Subaru, má své jméno z japonského výrazu pro tento klastr; hvězdnou skupinu můžete vidět na logu Subaru.)

Hyády jsou další slavnou otevřenou hvězdokupou v Býku. Pouhým okem se jeví jako skupina slabých hvězd ve tvaru písmene V označující tvář býka. Dalekohledy ukazují, že Hyády ve skutečnosti obsahují více než 200 hvězd.

Stellar Sdružení

sdružení je skupina velmi mladých hvězd, obvykle obsahující 5 až 50 horké, jasné O a B hvězdy roztroušených po oblasti vesmíru některé 100-500 světelných let v průměru. Jako příklad, většina hvězd v souhvězdí Orion tvoří jednu z nejbližších hvězdných asociací. Asociace také obsahují stovky až tisíce hvězd s nízkou hmotností, ale ty jsou mnohem slabší a méně nápadné. Přítomnost opravdu horkých, světelných hvězd naznačuje, že tvorba hvězd v asociaci nastala asi za poslední milion let. Vzhledem k tomu, O hvězdy, projít celý svůj život v jen asi milion let, které by stále být kolem, pokud hvězdičkový tvorbě došlo v poslední době. Není proto divu, že sdružení se nacházejí v regionech bohatých na plyn a prach potřebný k vytvoření nových hvězd. Je to jako zbrusu nová budova stále obklopená některými stavebními materiály použitými k její výstavbě a krajina stále vykazuje známky stavby. Na druhou stranu, protože sdružení, jako běžné otevřené hvězdokupy, leží v regionech, obsazené prašné mezihvězdné hmoty, mnohé jsou skryty z našeho pohledu.

Slovníček pojmů

asociace: volné skupiny mladých hvězd, jejichž spektrální typy, pohyby a pozice na obloze ukazují na společný původ

kulová hvězdokupa: jeden z asi 150 velké, kulovité hvězdokupy (každý s stovky tisíc hvězd), které tvoří systém klastrů v centru naší Galaxie

otevřít clusteru: relativně volné seskupení hvězd, obsahují od několika desítek do několika tisíc členů, který se nachází ve spirálních ramenech nebo v disku naší Galaxie; někdy označovaná jako galaktická hvězdokupa