csillagászat

a csillagfejlődés előző leírása számításokon alapul. Azonban egyetlen csillag sem fejezi be a fő szekvencia élettartamát vagy a vörös óriássá való evolúcióját elég gyorsan ahhoz, hogy megfigyelhessük ezeket a szerkezeti változásokat, ahogy történnek. Szerencsére a természet közvetett módon biztosította számunkra számításaink tesztelését.

egyetlen csillag evolúciójának megfigyelése helyett egy csillagcsoportot vagy klasztert tekinthetünk meg. Olyan csillagcsoportot keresünk, amely nagyon közel van egymáshoz az űrben, a gravitáció tartja össze, gyakran egy közös központ körül mozog. Akkor ésszerű azt feltételezni, hogy a csoport egyes csillagai közel ugyanabban az időben, ugyanabból a felhőből és azonos összetételűekből alakultak ki. Arra számítunk, hogy ezek a csillagok csak tömegben különböznek egymástól. Tömegük pedig meghatározza, hogy milyen gyorsan haladnak át életük minden szakaszában.

mivel a nagyobb tömegű csillagok gyorsabban fejlődnek, olyan klasztereket találhatunk, amelyekben a hatalmas csillagok már befejezték az evolúció fő szekvenciájának fázisát, és vörös óriássá válnak, míg az ugyanabban a klaszterben alacsonyabb tömegű csillagok még mindig a fő szekvencián vannak, vagy akár-ha a klaszter nagyon fiatal—a fő szekvencia előtti gravitációs összehúzódáson mennek keresztül. A csillagok evolúciójának számos szakaszát láthatjuk egyetlen klaszter tagjai között, és láthatjuk, hogy modelljeink megmagyarázhatják–e, hogy a különböző korú klaszterek H-R diagramjai miért néznek ki úgy, ahogy.

a csillagászok által felfedezett három alaptípus a globuláris klaszterek, a nyílt klaszterek és a csillagtársulások. Tulajdonságaikat az 1. táblázat foglalja össze. Amint azt a fejezet következő részében látni fogjuk, a gömbhalmazok csak nagyon régi csillagokat tartalmaznak, míg a nyitott klaszterek és asszociációk fiatal csillagokat tartalmaznak.

1.táblázat. A csillaghalmazok jellemzői
jellemző	globuláris klaszterek	nyílt klaszterek	egyesületek
szám a galaxisban	150	ezer	ezer
hely a galaxisban	Halo és központi dudor	lemez (és spirálkarok)	spirálkarok
átmérő (fényévekben)	50-450	<30	100-500
tömeg msun	104-106	102-103	102-103
Csillagok száma	104-106	50-1000	102-104
a legfényesebb csillagok színe	piros	piros vagy kék	kék
klaszter fényereje (lsun)	104-106	102-106	104-107
tipikus korok	milliárd év	néhány száz millió év, szokatlanul nagy klaszterek esetén több mint egymilliárd év	körülbelül 107 évig

globuláris klaszterek

a globuláris klaszterek azért kapták ezt a nevet, mert szinte szimmetrikus kerek rendszerek, jellemzően több százezer csillagból. Saját galaxisunk legnagyobb tömegű gömbhalmaza az Omega Centauri, amely körülbelül 16 000 fényévnyire van, és több millió csillagot tartalmaz (1.ábra). Ne feledje, hogy a klaszter legfényesebb csillagai, amelyek vörös óriások, amelyek már befejezték evolúciójuk főszekvenciáját, vörös-narancssárga színűek. Ezeknek a csillagoknak a tipikus felületi hőmérséklete 4000 K körül van. Mint látni fogjuk, a globuláris klaszterek a Tejút galaxisunk legrégebbi részei közé tartoznak.

milyen lenne egy gömbhalmazban élni? A sűrű központi régiókban a csillagok nagyjából milliószor közelebb lennének egymáshoz, mint a saját szomszédságunkban. Ha a Föld egy gömbhalmazban keringene az egyik belső csillag körül, a legközelebbi csillagok fényhónapok lennének, nem fényévek, távol. Még mindig fénypontokként jelennek meg, de fényesebbek lennének, mint bármelyik csillag, amelyet a saját égboltunkon látunk. A Tejút valószínűleg nehéz lenne átlátni a klaszter által termelt csillagfény fényes ködén.

körülbelül 150 gömbhalmaz ismert galaxisunkban. Legtöbbjük gömb alakú halóban (vagy felhőben) van, amely körülveszi a lapos korongot, amelyet galaxisunk csillagainak többsége alkot. Az összes gömbhalmaz nagyon messze van a naptól, néhány pedig 60 000 fényév vagy annál nagyobb távolságra található a Tejút fő korongjától. A gömb alakú csillaghalmazok átmérője 50 fényévtől több mint 450 fényévig terjed.

nyitott klaszterek

nyitott klaszterek találhatók a galaxis lemezén. Van egy sor korosztály, néhány olyan régi, mint, vagy még idősebb, mint, napunk. A legfiatalabb nyitott klaszterek még mindig kapcsolódnak a csillagközi anyaghoz, amelyből kialakultak. A nyílt klaszterek kisebbek, mint a gömbhalmazok, átmérőjük általában kevesebb, mint 30 fényév, és jellemzően csak néhány tucat vagy több száz csillagot tartalmaznak (2.ábra). A nyílt klaszterekben lévő csillagok általában jól elkülönülnek egymástól, még a központi régiókban is, ami megmagyarázza, miért hívják őket “nyitottnak”.”Galaxisunk több ezer nyitott klasztert tartalmaz, de ezeknek csak kis részét láthatjuk. A csillagközi por, amely szintén a korongban koncentrálódik, annyira elhomályosítja a távolabbi klaszterek fényét, hogy észrevehetetlenek.

bár egy nyílt halmaz egyes csillagai több milliárd évig fennmaradhatnak, általában csak néhány millió évig, vagy legfeljebb néhány száz millió évig maradnak együtt klaszterként. Ennek több oka van. Kis nyitott klaszterekben a klaszteren belüli tagcsillagok átlagos sebessége nagyobb lehet, mint a klaszter menekülési sebessége, és a csillagok fokozatosan “elpárolognak” a klaszterből. A tagcsillagok közeli találkozásai szintén növelhetik az egyik tag sebességét a menekülési sebességen túl. Körülbelül néhány százmillió évente a klaszter szoros kapcsolatban állhat egy óriási molekuláris felhővel, és a felhő által kifejtett gravitációs erő szétszakíthatja a klasztert.

számos nyitott klaszter látható szabad szemmel. Közülük a leghíresebb a Plejádok (lásd a kozmikus por 5.ábráját), amely hat csillagból álló apró csoportként jelenik meg (egyesek még hatnál is többet láthatnak, a Plejádokat pedig néha hét nővérnek hívják). Ez a klaszter úgy van elrendezve, mint egy kis merítő kanál, és a bika, a bika csillagképében látható. Egy jó távcső több tucat csillagot mutat a klaszterben, egy távcső pedig több százat. (Egy autógyártó cég, a Subaru, a klaszter Japán kifejezéséből veszi a nevét; a Subaru logón láthatja a csillagcsoportot.)

a Hyades egy másik híres nyílt klaszter a Taurusban. A szabad szemmel, úgy tűnik, mint egy V-alakú csoport halvány csillagok jelölés az arcát a bika. A távcsövek azt mutatják, hogy a Hyades valójában több mint 200 csillagot tartalmaz.

Csillagegyesületek

az asszociáció rendkívül fiatal csillagok csoportja, amelyek jellemzően 5-50 forró, fényes O és B csillagot tartalmaznak, amelyek átmérője körülbelül 100-500 fényév. Például az Orion csillagképben lévő csillagok többsége az egyik legközelebbi csillagszövetséget alkotja. Az egyesületek több száz-ezer kis tömegű csillagot is tartalmaznak, de ezek sokkal halványabbak és kevésbé feltűnőek. Az igazán forró, világító csillagok jelenléte azt jelzi, hogy az asszociációban csillagképződés történt az elmúlt millió évben. Mivel O csillagok egész életüket csak körülbelül egymillió év alatt élik le, akkor sem lennének még mindig körül, hacsak a csillagképződés nem történt meg a közelmúltban. Ezért nem meglepő, hogy az új csillagok kialakulásához szükséges gázban és porban gazdag régiókban társulások találhatók. Olyan, mint egy vadonatúj épület, amelyet még mindig az építéshez használt építőanyagok vesznek körül, és a táj még mindig az építkezés jeleit mutatja. Másrészt, mivel az egyesületek, mint a közönséges nyílt klaszterek, poros csillagközi anyag által elfoglalt régiókban fekszenek, sokan el vannak rejtve a nézetünk elől.

Glossary

asszociáció: fiatal csillagok laza csoportja, amelyek spektrális típusai, mozgása és pozíciói az égen közös eredetet jeleznek

gömbhalmaz: a körülbelül 150 nagy, gömb alakú csillaghalmaz egyike (mindegyik több százezer csillaggal), amelyek galaxisunk közepén klaszterrendszert alkotnak

nyílt klaszter: viszonylag laza csillaghalmaz, amely néhány tucattól néhány ezer tagig terjed, a spirálkarokban vagy a korongban található galaxisunk; néha galaktikus klaszternek nevezik