Læringsmål
ved slutten av denne seksjonen vil du Kunne:
- Forklare hvordan stjernehoper hjelper oss å forstå stadiene i stjerneutviklingen
- Liste opp de ulike typene stjernehoper og beskrive hvordan de varierer i antall stjerner, struktur og alder
- Forklar hvorfor den kjemiske sammensetningen av kulehoper er forskjellig fra den til åpne stjernehoper
den foregående beskrivelsen av stjerneutviklingen er basert på beregninger. Imidlertid fullfører ingen stjerne sin hovedsekvens levetid eller dens utvikling til en rød kjempe raskt nok til at vi kan observere disse strukturelle endringene når de skjer. Heldigvis har naturen gitt oss en indirekte måte å teste våre beregninger på.I Stedet for å observere utviklingen av en enkelt stjerne, kan vi se på en gruppe eller klynge av stjerner. Vi ser etter en gruppe stjerner som er veldig tett sammen i rommet, holdt sammen av tyngdekraften, som ofte beveger seg rundt et felles senter. Da er det rimelig å anta at de enkelte stjernene i gruppen alle dannet på nesten samme tid, fra samme sky og med samme sammensetning. Vi forventer at disse stjernene vil variere bare i masse. Og deres masser bestemmer hvor raskt de går gjennom hvert stadium av deres liv.siden stjerner med høyere masse utvikler seg raskere, kan vi finne hoper der massive stjerner allerede har fullført sin hovedseriefase i evolusjonen og blir røde kjemper, mens stjerner med lavere masse i samme hop fortsatt er i hovedserien, eller til og med—hvis hopen er veldig ung—gjennomgår gravitasjonskontraksjon før hovedserien. Vi kan se mange stadier av stjerneutviklingen blant medlemmene av en enkelt hop, og vi kan se om modellene våre kan forklare hvorfor H-R-diagrammene av hoper i ulike aldre ser ut som de gjør.de tre hovedtyper av hoper astronomer har oppdaget er kulehoper, åpne hoper og stjerneforeninger. Deres egenskaper er oppsummert i Tabell 1. Som vi skal se i neste del av dette kapitlet, inneholder kulehoper bare svært gamle stjerner, mens åpne hoper og assosiasjoner inneholder unge stjerner.
Tabell 1. Kjennetegn På Stjernehoper | |||
---|---|---|---|
Karakteristiske | Kulehoper | Åpne Klynger | Foreninger |
Antall I Galaksen | 150 | Tusenvis | |
plassering i galaksen | halo og sentral utbulning | disk (og spiralarmer) | spiralarmer |
diameter (i lysår) | 50-450 | <30 | 100-500 |
masse msun | 104-106 | 102-103 | 102-103 | Antall stjerner | 104-106 | 50-1000 | 102-104 |
Fargen på de mest lyssterke stjernene | Rød | rød eller blå | |
lysstyrke av klynge (lsun) | 104-106 | 104-107 | |
typiske Aldre | milliarder av år | noen hundre millioner år til, i tilfelle av uvanlig store klynger, mer enn en milliard år | opp til ca 107 år |
Kulehoper
Kulehoper fikk dette navnet fordi De er nesten symmetriske runde systemer med, typisk, hundretusener av stjerner. Den mest massive kulehopen i Vår Egen Galakse Er Omega Centauri, som er rundt 16 000 lysår unna og inneholder flere millioner stjerner (Figur 1). Merk at de lyseste stjernene i denne klyngen, som er røde giganter som allerede har fullført hovedsekvensfasen av deres utvikling, er rød-oransje i fargen. Disse stjernene har typiske overflatetemperaturer rundt 4000 K. Som vi vil se, er kulehoper blant de eldste delene Av Vår Melkeveis Galakse.
Figur 1. Omega Centauri: (a) Ligger på ca 16.000 lysår unna, Er Omega Centauri Den mest massive kulehopen i Vår Galakse. Den inneholder flere millioner stjerner. (b) dette bildet, tatt Med Hubble Space Telescope, zoomer inn nær Sentrum Av Omega Centauri. Bildet er ca 6,3 lysår bredt. De mest tallrike stjernene i bildet, som er gul-hvite i fargen, er hovedsekvensstjerner som ligner På Vår Sol. De lyseste stjernene er røde giganter som har begynt å tømme sitt hydrogenbrensel og har utvidet seg til omtrent 100 ganger Diameteren av Vår Sol. De blå stjernene har startet heliumfusjon. (kreditt a: modifikasjon av ARBEID AV NASA, ESA Og Hubble Heritage Team (STScI/AURA); kreditt b: modifikasjon av arbeid AV NASA, ESA og Hubble SM4 ERO Team)
Hvordan ville det være å leve i en kulehop? I de tette sentrale områdene vil stjernene være omtrent en million ganger nærmere sammen enn i vårt eget nabolag. Hvis Jorden gikk i bane rundt en av de indre stjernene i en kulehop, ville de nærmeste stjernene være lysmåneder, ikke lysår unna. De ville fortsatt vises som lyspunkter, men ville være lysere enn noen av stjernene vi ser i vår egen himmel. Melkeveien vil trolig være vanskelig å se gjennom den lyse tåken av stjernelys produsert av klyngen.Rundt 150 kulehoper er kjent i Vår Galakse. De fleste av dem er i en sfærisk halo (eller sky) rundt den flate disken dannet av flertallet av Vår Galakse stjerner. Alle kulehoper er svært langt fra Solen, og noen er funnet på avstander på 60.000 lysår eller mer Fra Hovedskiven I Melkeveien. Diametrene til kuleformede stjernehoper varierer fra 50 lysår til mer enn 450 lysår.
Åpne Klynger
Åpne klynger finnes i galaksens disk. De har en rekke aldre, noen like gamle som, eller enda eldre enn, Vår Sol. De yngste åpne klyngene er fortsatt forbundet med interstellar materie som de dannet fra. Åpne hoper er mindre enn kulehoper, vanligvis med diametre på mindre enn 30 lysår, og de inneholder vanligvis bare flere dusin til flere hundre stjerner (Figur 2). Stjernene i åpne klynger vises vanligvis godt skilt fra hverandre, selv i de sentrale områdene, noe som forklarer hvorfor de kalles » åpne.»Vår Galakse inneholder tusenvis av åpne hoper, men vi kan bare se en liten brøkdel av Dem. Interstellært støv, som også er konsentrert i disken, dimmer lyset av fjernere klynger så mye at de ikke kan oppdages.Selv om de enkelte stjernene i en åpen hop kan overleve i milliarder av år, forblir de vanligvis sammen som en hop i bare noen få millioner år, eller høyst noen få hundre millioner år. Det er flere grunner til dette. I små åpne stjernehoper kan gjennomsnittshastigheten til medlemsstjernene i hopen være høyere enn hopens flukthastighet, og stjernene vil gradvis «fordampe» fra hopen. Nærkontakt av medlemsstjerner kan også øke hastigheten til et av medlemmene utover flukthastigheten. Hvert par hundre millioner år eller så kan hopen ha et nært møte med en gigantisk molekylsky, og gravitasjonskraften som utøves av skyen, kan rive hopen fra hverandre.
Flere åpne klynger er synlige for det blotte øye. Mest kjent blant Dem Er Pleiadene (Se Figur 5 I Kosmisk Støv), som fremstår som en liten gruppe på seks stjerner (noen mennesker kan se enda mer enn seks, Og Pleiadene kalles Noen Ganger De Syv Søstre). Denne klyngen er arrangert som en liten dyppeske og ses i stjernebildet Taurus, oksen. Et godt kikkert viser dusinvis av stjerner i klyngen, og et teleskop avslører hundrevis. (Et bilfirma, Subaru, tar navn fra Det Japanske begrepet for denne klyngen; du kan se star group på Subaru-logoen.)
Hyades er en annen kjent åpen klynge I Taurus. For det blotte øye ser det ut Som En V-formet gruppe av svake stjerner som markerer oksens ansikt. Teleskoper viser At Hyades faktisk inneholder mer enn 200 stjerner.
Stjerneassosiasjoner
en assosiasjon er en gruppe ekstremt unge stjerner, som typisk inneholder 5 til 50 varme, lyssterke o-og b-stjerner spredt over et område med en diameter på rundt 100-500 lysår. Som et eksempel danner de fleste stjernene I konstellasjonen Orion en av de nærmeste stjerneforeningene. Assosiasjoner inneholder også hundrevis til tusenvis av stjerner med lav masse, men disse er mye svakere og mindre iøynefallende. Tilstedeværelsen av virkelig varme, lysende stjerner indikerer at stjernedannelse i foreningen har skjedd i de siste millioner årene eller så. Siden o-stjerner går gjennom hele livet på bare en million år, ville De ikke fortsatt være rundt med mindre stjernedannelse har skjedd nylig. Det er derfor ikke overraskende at assosiasjoner finnes i regioner som er rike på gass og støv som kreves for å danne nye stjerner. Det er som en helt ny bygning fortsatt omgitt av noen av byggematerialene som brukes til å bygge den og med landskapet som fortsatt viser tegn på konstruksjon. På den annen side, fordi foreninger, som vanlige åpne klynger, ligger i regioner okkupert av støvete interstellar materie, er mange skjult for vårt syn.
Nøkkelbegreper og Sammendrag
Stjernehoper gir en av de beste testene av våre beregninger av hva som skjer når stjerner blir eldre. Stjernene i en gitt klynge ble dannet på omtrent samme tid og har samme sammensetning, så de varierer hovedsakelig i masse og dermed i deres livsstadium. Det finnes tre typer stjernehoper: globulære, åpne og assosiasjoner. Kulehoper har diametre på 50-450 lysår, inneholder hundretusener av stjerner og er fordelt i en halo rundt Galaksen. Åpne hoper inneholder vanligvis hundrevis av stjerner, befinner seg i Galaksens plan og har diametre mindre enn 30 lysår. Assosiasjoner finnes i gass-og støvregioner og inneholder ekstremt unge stjerner.
Ordliste
forening: en løs gruppe unge stjerner hvis spektrale typer, bevegelser og posisjoner på himmelen indikerer en felles opprinnelse
kulehop: en av ca. 150 store, sfæriske stjernehoper (hver med hundretusener av stjerner) som danner et system av klynger i sentrum av Vår Galakse
åpen hop: en relativt løs hop av stjerner, som inneholder fra noen få dusin til noen få tusen medlemmer, plassert i spiralarmene eller skiven. vår galakse; Noen ganger referert til som en galaktisk klynge
- Flukthastighet er hastigheten som trengs for å overvinne tyngdekraften til et objekt eller en gruppe objekter. Rakettene vi sender opp Fra Jorden, for eksempel, må reise raskere enn rømningshastigheten til planeten vår for å kunne komme til andre verdener. ↵