Рассеянные звёздные скопления
Рассе́янные звёздные скопле́ния, молодые гравитационно связанные группы звёзд, родившихся из одного молекулярного облака и имеющих одинаковый (близкий к солнечному) химический состав, но разные массы. Термин «рассеянное скопление» (или «открытое скопление») ввёл Х. Шепли в 1916 г. (Shapley. 1916), хотя самые близкие из рассеянных звёздных скоплений (РЗС), видимые невооружённым глазом, были известны ещё древним астрономам (например, Плеяды, Гиады). РЗС содержат от нескольких десятков до нескольких тысяч звёзд (в среднем – несколько сотен). Средний возраст РЗС составляет десятки миллионов лет, хотя в нашей Галактике известно несколько очень старых РЗС возрастом более 1 млрд лет.
Рассеянное звёздное скопление Плеяды (M45). Фото: космический телескоп «Хаббл».Самые молодые РЗС, возрастом несколько миллионов лет, часто погружены в остатки газово-пылевого облака, из которого они образовались, – их называют «погружёнными» (англ. embedded) скоплениями. После выметания газа из таких объектов (в результате вспышек сверхновых звёзд, давления звёздного ветра и гравитационного взаимодействия с новообразовавшимися звёздами) только 10 % из них остаются гравитационно связанными, остальные довольно быстро рассеиваются в окружающем пространстве. Такие молодые РЗС имеют неправильную форму и часто клочковатую структуру, половина их массы заключена внутри радиуса 1–5 пк.
РЗС расположены в диске Галактики, концентрируясь к её плоскости. Они обращаются вокруг центра Галактики вместе с диском по почти круговым орбитам со скоростями 220–240 км/с и довольно быстро разрушаются из-за приливного воздействия со стороны гигантских молекулярных облаков и других объектов диска. До возраста в миллиарды лет доживают только самые массивные РЗС, находящиеся на высоких галактических широтах. Молодые РЗС служат индикаторами спиральной структуры галактических рукавов.
Старое рассеянное звёздное скопление NGC 2660. В отличие от очень плотных шаровых скоплений в NGC 2660 можно измерить характеристики отдельных звёзд даже в центральной области. Ярко-красный объект слева – это звезда ближнего фона, которая не является членом скопления. Звёзды скопления окружены дифракционными изображениями опоры вторичного зеркала телескопа. Фото: космический телескоп «Хаббл».Расчёты показывают, что скорость образования РЗС в диске Галактики составляет от 2 до 5 скоплений за 10 млн лет на 1 кпк2, если рассматривать проекцию всех скоплений на плоскость Галактики. Принимая во внимание среднюю продолжительность жизни РЗС, равную 250 млн лет, можно оценить их полное число в нашей Галактике как 23–37 тыс. Однако из-за того что вблизи галактической плоскости велики межзвёздное поглощение света и плотность звёзд фона, к началу 2020-х гг. открыто и изучено менее 10 тыс. РЗС. Наиболее полный список каталогов РЗС, как давно известных, так и открытых в первые 20 лет 21 в. (после появления больших обзоров неба), содержится в Таблице 4 работы немецких астрономов Э. Хант и С. Рефферт (Hunt. 2023). В современных каталогах вновь открытые РЗС обозначены, как правило, по первым буквам имён и фамилий первооткрывателей или названий обсерваторий, где эти скопления были открыты, либо представляют собой акроним названия списка новых скоплений. Небольшая часть давно известных РЗС включается в каталоги согласно их номеру в «Новом общем каталоге туманностей и скоплений звёзд» (New General Catalogue of nebulae and clusters of stars – NGC) Й. Дрейера или в каталоге Ш. Мессье.
Молодое массивное рассеянное звёздное скопление в туманности NGC 3603. Ультрафиолетовое излучение и сильный звёздный ветер, испускаемые горячими голубыми звёздами, образовали огромную полость в газе и пыли, окружающих скопление. Фото: космический телескоп «Хаббл».Маломассивные и разреженные молодые скопления, помимо нашей Галактики, детально исследованы ещё только в Магеллановых Облаках из-за ограниченности наблюдательных возможностей. Эти объекты также называют рассеянными скоплениями. Однако почти повсеместно в галактиках наблюдаются молодые (возрастом менее 100 млн лет, как у РЗС нашей Галактики) и очень массивные (содержащие 10 тыс. и более звёзд) скопления, которые в англоязычной научной литературе называют либо «молодыми массивными скоплениями» (young massive cluster, YMC), либо «звёздными сверхскоплениями» (super star cluster, SSC). Они имеют высокую степень концентрации звёзд к центру и правильную сферическую форму, поэтому иногда их называют молодыми шаровыми звёздными скоплениями, хотя нет подтверждений того, что со временем они могут превратиться в старые шаровые звёздные скопления. Около десятка таких объектов найдены и в нашей Галактике, они по-прежнему числятся в списках РЗС в некоторых каталогах и базах данных, например скопление Westerlund 1 можно найти в базе данных рассеянных скоплений WEBDA.
Будучи молодыми объектами, РЗС дают непосредственный способ изучения процесса звездообразования, а также продолжающейся эволюции звёзд вплоть до возраста около 1 млрд лет, после чего большинство РЗС распадаются, а входящие в их состав звёзды рассеиваются по галактическому диску.