Звёздное скопление: определение, особенности и виды

На ночном небосклоне в ясную погоду можно увидеть множество маленьких светящихся огней – звезд. На самом деле их размеры могут быть огромны и в сотни, а то и тысячи раз превышать величину Земли. Они могут существовать обособлено, но иногда образуют звездное скопление.

Что такое звезды?

Звезда представляет собой массивный шар, состоящий из газа. Она способна удерживаться за счет силы собственной гравитации. Звездная масса, как правило, больше планетарной. Внутри них происходят термоядерные реакции, которые способствуют излучению света.

Звезды образуются в основном из водорода и гелия, а также пыли. Их внутренняя температура может доходить до миллионов Кельвинов, хотя внешняя гораздо меньше. Основными характеристиками для измерения этих газовых шаров являются: масса, радиус и светимость, то есть энергия.

Невооруженным глазом человек может увидеть приблизительно шесть тысяч звезд (по три тысячи в каждом полушарии). Самую близкую к Земле мы видим только днем – это Солнце. Оно находится на расстоянии 150 миллионов километров. Ближайшая к нашей солнечной системе звезда называется Проксима Центавра.

Рождение звезд и скоплений

Пыль и газ, присутствующие в неограниченных количествах в межзвездном пространстве, могут сжиматься под действием гравитационных сил. Чем плотнее они сжимаются, тем большая температура образовывается внутри. Уплотняясь, вещество набирает массу, и если она будет достаточной для осуществления ядерной реакции, то возникнет звезда.

Из газопылевого облака часто формируется сразу несколько звезд, которые захватывают друг друга в гравитационное поле и формируют звездные системы. Таким образом, существуют двойные, тройные и другие системы. Больше десяти звезд образуют скопление.

Звездное скопление представляет группу звезд общего происхождения, которые связаны друг с другом гравитацией, и в поле галактики движутся как единое целое. Их разделяют на шаровые и рассеянные. Кроме звезд, скопления могут содержать газ и пыль. Объединенные общим происхождением, но не связанные гравитацией группы небесных светил называют звездными ассоциациями.

История открытий

Люди с древнейших времен наблюдали за ночным небом. Однако долгое время считалось, что небесные светила равномерно распределены на просторах Вселенной. В XVIII веке астроном Уильям Гершель бросил очередной вызов науке, сказав, что на некоторых участках звезд явно больше, чем в других.

Немного раньше его коллега Шарль Мессье отметил существование на небе туманностей. Наблюдая за ними в телескоп, Гершель выяснил, что это не всегда так. Он увидел, что иногда звездная туманность – скопление звезд, которые кажутся пятнами, если смотреть на них невооруженным глазом. Обнаруженное он назвал «кучами». Позже было придумано иное имя этим явлениям галактики – звездные скопления.

Гершелю удалось описать около двух тысяч скоплений. В XIX веке астрономы определили, что они отличаются по форме и размерам. Тогда были выделены шаровые и рассеянные скопления. Подробное изучение этих явлений началось только в XX веке.

Рассеянные скопления

Между собой скопления различаются количеством звезд и формой. Рассеянное звездное скопление может включать от десяти до нескольких тысяч звезд. Они достаточно молодые, их возраст может составлять всего несколько миллионов лет. Такое звездное скопление не имеет четко очерченных границ, обычно оно находится в спиральных и неправильных галактиках.

В нашей галактике обнаружено около 1100 скоплений. Живут они недолго, так как их гравитационная связь слаба и легко может разорваться из-за прохождения рядом с облаками газа или другими скоплениями. «Потерявшиеся» звезды становятся одиночными.

Скопления часто находятся на спиральных рукавах и возле галактических плоскостей - там концентрация газа больше. Они имеют неровные бесформенные края и плотную, хорошо различимую сердцевину. Рассеянные скопления классифицируют в соответствии с плотностью размещения, различиями в яркости внутренних звезд, а также отличимостью по сравнению с окружением.

Шаровые скопления

В отличие от рассеянных, шаровые звездные скопления имеют четкую шарообразную форму. Их звезды связаны гравитацией намного теснее, и вращаются вокруг галактического центра, исполняя роль спутников. Возраст этих скоплений во много раз превышает рассеянные, составляя от 10 миллиардов лет и выше. А вот по количеству они значительно уступают, в нашей галактике пока открыто около 160 шаровых скоплений.

Они содержат от десятков тысяч до миллиона звезд, концентрация которых увеличивается к центру. Для них характерно отсутствие газа и пыли, так как сформировались они давно. Все звезды шаровых скоплений находятся приблизительно на одной стадии развития, а значит, сформировались они, как и рассеянные, примерно в одно время.

Большая плотность звезд в скоплении часто приводит к столкновениям. В результате могут образовываться необычные классы светил. Например, когда члены двойной звездной системы сливаются, возникает голубая отставшая звезда. Она гораздо горячее других голубых звезд и членов скопления. В ходе столкновений может возникать и другая экзотика космического пространства, такая как маломассивные рентгеновские двойные звезды и миллисекундные пульсары.

Звездные ассоциации

В отличие от скоплений, ассоциации звезд не связаны общим гравитационным полем, иногда оно присутствует, но его силы слишком мала. Они появились в одно время и имеют небольшой возраст, достигающий десятка миллионов лет.

Звездные ассоциации превышают в размерах молодые рассеянные скопления. Они более разрежены в космическом пространстве, и включают до сотни звезд в своем составе. Примерно десяток из них – горячие гиганты.

Слабое гравитационное поле не позволяет звездам долго находиться в ассоциации. Для распада им нужно от нескольких сотен тысяч до миллиона лет – по астрономическим меркам это ничтожно мало. Поэтому звездные ассоциации называют временными образованиями.

Известные скопления

Всего было открыто несколько тысяч скоплений звезд, некоторые из них видны невооруженным глазом. Наиболее близкими к Земле являются рассеянные скопления Плеяды (Стожары) и Гиады, расположенные в созвездии Тельца. Первое содержит около 500 звезд, без специальной оптики из них различимы только семь. Гиады находятся рядом с Альдебараном и содержат около 130 ярких и 300 слабогорящих участников.

Рассеянное звездное скопление в созвездии Рака также является одним из ближайших. Оно называется Ясли и содержит более двухсот членов. Многие характеристики Яслей и Гиад совпадают, поэтому существует возможность, что они образованы из одного газопылевого облака.

Легко различимо в бинокль звездное скопление в созвездии Волосы Вероники в северном полушарии. Это шаровое скопление М 53, открытое ещё в 1775 году. Оно находится на расстоянии более 60 000 световых лет. Скопление является одним из наиболее удаленных от Земли, хотя и легко различимо в бинокль. Огромное количество шаровых скоплений расположено в созвездии Стрельца.

Заключение

Звездные скопления представляют собой большие группы звезд, объединенные между собой силами гравитации. Они насчитывают от десяти до нескольких миллионов звезд, которые имеют общее происхождение. В основном выделяют шаровые и рассеянные скопления, различающиеся по форме, составу, размерам, количеству членов и возрасту. Кроме них, существуют временные скопления, называемые звездными ассоциациями. Их гравитационная связь слишком слаба, что неизбежно приводит к распаду и образованию обычных одиночных звезд.