Zaskakująco normalna gwiezdna rodzina znaleziona w niezwykłym miejscu

Zaskakująco normalna gwiezdna rodzina znaleziona w niezwykłym miejscuOriginal Press Release
Wykorzystując teleskop ESO VLT (Very Large Telescope) astronomowie uzyskali jeden z najostrzejszych obrazów gromady Arches – niezwykle gęstego zgrupowania młodych gwiazd położonego niedaleko supermasywnej czarnej dziury w jądrze Drogi Mlecznej.

Jednak nasze obserwacje wykazały, że masy gwiazd w gromadzie są zgodne z uniwersalnymi prawami obowiązującymi w innych gromadach

Pablo Espinoza

Masywna gromada Arches to niezwykły obiekt oddalony od nas o 25 000 lat świetlnych w konstelacji Strzelca, zawierający około tysiąca młodych, masywnych gwiazd w wieku nie większym niż 2,5 miliona lat. To idealne laboratorium pozwala badać procesy powstawania masywnych gwiazd w ekstremalnych warunkach panujących w centralnym rejonie Drogi Mlecznej, gdzie poddane są intensywnym oddziaływaniom otaczającego gazu, gwiazd i pobliskiej czarnej dziury. Gromada Arches jest około dziesięciokrotnie cięższa od typowych młodych gromad, jakie występują w galaktyce. Jest także silnie wzbogacona w cięższe od helu pierwiastki.

Wykorzystując adaptywną optykę NACO zamontowaną na teleskopie VLT astronomie szczegółowo zbadali gromadę w bliskiej podczerwieni – w tej części widma, w której pył przesłaniający obszary centralne galaktyki staje się przejrzysty. Nowe badania potwierdziły, że gromada Arches jest najgęstszym znanym obiektem tego typu. Ma średnicę około 3 lat świetlnych. Na każdy sześcienny rok świetlny przypada ponad 1000 gwiazd – ponad milion razy więcej niż w okolicach Słońca.

Astronomowie odkryli, że stosunek masy do liczby gwiazd o danej masie jest taki sam, jak w innych rejonach Galaktyki, co oznacza, że gromada ta przestała być wyjątkowa przynajmniej pod tym względem.

„W ekstremalnych warunkach gromady Arches można by sądzić, iż gwiazdy powstają w wyniku innych procesów niż w naszych okolicach „- wyjaśnia Pablo Espinoza, główny autor publikacji prezentującej nowe wyniki na łamach Astronomy and Astrophysics. -” Jednak nasze nowe obserwacje wykazały, że masy gwiazd w gromadzie są zgodne z uniwersalnymi prawami obowiązującymi w innych gromadach.”

Astronomowie mogli również przeanalizować jasność gwiazd w gromadzie: -” Najmasywniejsze gwiazdy mają masę około 120 razy większą od Słońca „- mówi Fernando Selman, współautor artykułu. -” Sądzimy zatem, że jeżeli istnieją gwiazdy ponad 130 razy cięższe od Słońca, ich życie trwa mniej niż 2,5 miliona lat i kończy się bez eksplozji supernowej.”

Całkowita masa gromady została oszacowana na 30 000 mas Słońca, znacznie więcej niż do tej pory sądzono.

Źródło:

Stellar family in crowded, violent neighbourhood proves to be surprisingly normal

Using ESO’s Very Large Telescope, astronomers have obtained one of the sharpest views ever of the Arches Cluster — an extraordinary dense cluster of young stars near the supermassive black hole at the heart of the Milky Way. Despite the extreme conditions astronomers were surprised to find the same proportions of low- and high-mass young stars in the cluster as are found in more tranquil locations in our Milky Way.

The massive Arches Cluster is a rather peculiar star cluster. It is located 25 000 light-years away towards the constellation of Sagittarius (the Archer), and contains about a thousand young, massive stars, less than 2.5 million years old [1]. It is an ideal laboratory to study how massive stars are born in extreme conditions as it is close to the centre of our Milky Way, where it experiences huge opposing forces from the stars, gas and the supermassive black hole that reside there. The Arches Cluster is ten times heavier than typical young star clusters scattered throughout our Milky Way and is enriched with chemical elements heavier than helium.

Using the NACO adaptive optics instrument on ESO’s Very Large Telescope, located in Chile, astronomers scrutinised the cluster in detail. Thanks to adaptive optics, astronomers can remove most of the blurring effect of the atmosphere, and so the new NACO images of the Arches Cluster are even crisper than those obtained with telescopes in space. Observing the Arches Cluster is very challenging because of the huge quantities of absorbing dust between Earth and the Galactic Centre, which visible light cannot penetrate. This is why NACO was used to observe the region in near-infrared light.

The new study confirms the Arches Cluster to be the densest cluster of massive young stars known. It is about three light-years across with more than a thousand stars packed into each cubic light-year — an extreme density a million times greater than in the Sun’s neighbourhood.

Astronomers studying clusters of stars have found that higher mass stars are rarer than their less massive brethren, and their relative numbers are the same everywhere, following a universal law. For many years, the Arches Cluster seemed to be a striking exception.

“With the extreme conditions in the Arches Cluster, one might indeed imagine that stars won’t form in the same way as in our quiet solar neighbourhood,” says Pablo Espinoza, the lead author of the paper reporting the new results. “However, our new observations showed that the masses of stars in this cluster actually do follow the same universal law”.

In this image the astronomers could also study the brightest stars in the cluster. “The most massive star we found has a mass of about 120 times that of the Sun,” says co-author Fernando Selman. “We conclude from this that if stars more massive than 130 solar masses exist, they must live for less than 2.5 million years and end their lives without exploding as supernovae, as massive stars usually do.”

The total mass of the cluster seems to be about 30 000 times that of the Sun, much more than was previously thought. “That we can see so much more is due to the exquisite NACO images,” says co-author Jorge Melnick.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *