Cúmulo de estrellas

Un cúmulo estelar es un grupo de estrellas  conectadas visualmente que tienen un origen común y se mueven en el campo gravitatorio de una galaxia como un todo. Algunos cúmulos estelares también contienen, además de estrellas, nubes de gas y/o polvo . Hay dos tipos principales de cúmulos estelares: globulares y abiertos . En junio de 2011, se supo sobre el descubrimiento de una nueva clase de cúmulos, que combina características de cúmulos globulares y abiertos [1] .

Los cúmulos globulares son grupos de estrellas que pueden constar de unos pocos cientos a varios millones de objetos, unidos gravitacionalmente y de edad avanzada, mientras que los cúmulos abiertos son grupos de estrellas menos unidos, que generalmente consisten en varios cientos de objetos estelares, relativamente jóvenes . Los cúmulos abiertos se rompen con el tiempo debido a la atracción gravitacional de las nubes moleculares gigantes que se mueven a través de la galaxia, y las estrellas en un cúmulo abierto pueden continuar moviéndose en la misma dirección incluso si ya no están ligadas gravitacionalmente. Si el remanente del cúmulo luego se desplaza a lo largo de la órbita galáctica como un todo, entonces se llama un grupo de estrellas en movimiento .

Los cúmulos estelares visibles a simple vista incluyen las Pléyades (M45), las Híades y el Pesebre (M44).

Cúmulo globular

Los cúmulos globulares son grupos de estrellas concentrados en una región esférica o casi esférica con un diámetro de 10 a 30 años luz . Pueden contener desde 10 mil hasta varios millones de estrellas, por regla general, de Población II , y de edad muy antigua.

Los cúmulos globulares suelen incluir estrellas amarillas y rojas con masas inferiores a dos masas solares [2] . Esta composición de los cúmulos globulares se debe a que las estrellas más calientes y masivas explotaron como supernovas o, en el curso de la evolución, habiendo pasado por la fase de nebulosa planetaria , se convirtieron en enanas blancas . Ocasionalmente, en los cúmulos globulares se encuentran las denominadas rezagadas azules , que sobresalen del resto de estrellas del diagrama de Hertzsprung-Russell para un cúmulo determinado. Hay varias hipótesis sobre el origen de las rezagadas azules, la más popular las explica como estrellas binarias modernas o anteriores que están en proceso de fusión o ya se han fusionado [3] .

En nuestra Galaxia, los cúmulos globulares están distribuidos dentro de una esfera imaginaria en un halo galáctico alrededor del centro de la Galaxia , girando alrededor del centro en órbitas altamente elípticas . En 1917, el astrónomo estadounidense Harlow Shapley , basándose en la distribución de los cúmulos globulares, realizó por primera vez una estimación de la distancia del Sol al centro de la Galaxia , y esta estimación se consideró fiable durante mucho tiempo [4] .

Hasta mediados de la década de 1990, el problema de la edad de los cúmulos globulares estuvo en el centro de las discusiones en la comunidad astronómica, ya que cálculos basados ​​en la teoría de la evolución estelar daban valores para la edad de las estrellas más antiguas de los cúmulos globulares que superaban la edad estimada del Universo . Mediciones más precisas de la distancia a los cúmulos globulares utilizando el telescopio espacial Hipparcos de la ESA , así como mediciones más precisas de la constante de Hubble , ayudaron a resolver esta paradoja . Estas medidas permitieron estimar la edad del Universo en unos 13 mil millones de años, y la edad de las estrellas más antiguas es varios cientos de millones de años menor. En 2007, el astrónomo Richard Ellis del Instituto de Tecnología de California en el telescopio Keck II de 10 metros descubrió 6 cúmulos de estrellas que se formaron hace 13.200 millones de años. Por lo tanto, se originaron cuando el universo tenía solo 500 millones de años [5] .

Hay alrededor de 150 cúmulos globulares en nuestra galaxia [2] , algunos de los cuales pueden haber sido capturados en algún momento de pequeñas galaxias destruidas por la Vía Láctea . Por ejemplo, el cúmulo globular M79 , ubicado a 40 mil años luz del Sol , fue considerado durante algún tiempo parte de la Galaxia Enana del Can Mayor . Otras galaxias contienen muchos más cúmulos globulares, como la galaxia elíptica gigante M87, que tiene más de mil.

Algunos de los cúmulos globulares son visibles a simple vista, el más brillante de ellos es Omega Centauri , conocido desde la antigüedad y catalogado como estrella en catálogos anteriores a la era de los telescopios. El cúmulo globular más brillante visible en el hemisferio norte es Messier 13 en la constelación de Hércules.

Clúster abierto

Los cúmulos abiertos difieren significativamente de los cúmulos globulares en forma, tamaño y otras características. A diferencia de los cúmulos globulares, que se encuentran dispersos en una esfera imaginaria alrededor del centro galáctico, los cúmulos abiertos se ubican en el plano galáctico y casi siempre se encuentran dentro de sus brazos espirales . Como regla general, estos son objetos relativamente jóvenes, cuya edad, con raras excepciones, es de varias decenas de millones de años. Entre las excepciones, que tienen varios miles de millones de años, se encuentra el cúmulo M 67 [6] . Este tipo de cúmulos forman regiones de hidrógeno ionizado , como la Nebulosa de Orión .

Los cúmulos abiertos suelen contener hasta varios cientos de objetos estelares dentro de un área de hasta 30 años luz de diámetro. Mucho menos densamente poblados que los cúmulos globulares, están mucho menos unidos gravitacionalmente y eventualmente se descomponen bajo la gravedad de las nubes moleculares gigantes y otros objetos. Los encuentros cercanos entre objetos de cúmulos abiertos también pueden provocar la expulsión de la superficie de las estrellas.

Los cúmulos abiertos más famosos son las Pléyades y las Híades en la constelación de Tauro . El cúmulo doble de Perseo también se puede ver a simple vista en ausencia de contaminación lumínica . Los cúmulos abiertos a menudo están dominados por estrellas azules jóvenes y calientes, porque aunque tales estrellas tienen una vida relativamente corta (solo unas pocas decenas de millones de años), los cúmulos abiertos tienden a vivir vidas aún más cortas.

Establecer distancias precisas a los cúmulos abiertos permite calibrar las relaciones "período-luminosidad" características de las estrellas variables Cefeidas , que luego se utilizan para desarrollar una escala de distancia astronómica . Las cefeidas se pueden usar para determinar las distancias a galaxias distantes y la tasa de expansión del universo (la constante de Hubble). Por ejemplo, el cúmulo abierto NGC 7790 contiene tres Cefeidas clásicas , lo cual es crítico para este tipo de cálculo [7] [8] .

Supercúmulo

Los supercúmulos estelares son cúmulos abiertos jóvenes y masivos que se cree que son los precursores de los cúmulos globulares [9] . Por regla general, un supercúmulo contiene una gran cantidad de estrellas masivas jóvenes que ionizan el entorno ( regiones de hidrógeno ionizado ). Un ejemplo es Westerlund 1 en la Vía Láctea [10] .

Formas intermedias de agrupaciones

En 2005, los astrónomos descubrieron un nuevo tipo de cúmulos estelares en la galaxia de Andrómeda (M31), que son similares en muchos aspectos a los cúmulos globulares, aunque son menos densos. Aún no se han descubierto análogos de estos cúmulos (que se propusieron llamarlos "cúmulos globulares expandidos") en la Vía Láctea. Los tres cúmulos que se encuentran en la galaxia de Andrómeda son M31WFS C1 [11] , M31WFS C2 y M31WFS C3 .

Estos cúmulos, como los cúmulos globulares, contienen cientos de miles de estrellas y son similares a los cúmulos globulares en términos de población estelar . Pero, a diferencia de los cúmulos globulares, tienen una extensión mucho mayor: varios cientos de años luz y una densidad mucho menor, ya que las distancias entre las estrellas en ellos son mucho mayores. Estos cúmulos tienen propiedades intermedias entre los cúmulos globulares y las galaxias esferoidales enanas [12] .

Aún se desconoce cómo se forman los cúmulos de este tipo, pero su formación bien puede estar asociada con la formación de cúmulos globulares ordinarios. No se sabe por qué están presentes en la Galaxia de Andrómeda pero no en la Vía Láctea; también se desconoce si existen objetos similares en otras galaxias, ya que es muy poco probable que M31 sea la única galaxia con cúmulos globulares extendidos [12] .

Otro tipo de cúmulos son objetos que hasta ahora sólo se han encontrado en galaxias lenticulares , como NGC 1023 y NGC 3384 . Son más grandes que los cúmulos globulares, tienen una distribución anular alrededor de los centros de sus galaxias y parecen ser objetos bastante antiguos [13] .

Importancia de los cúmulos estelares en astronomía

Los estudios de cúmulos de estrellas juegan un papel importante en muchas áreas de la astronomía. Dado que todas las estrellas nacieron aproximadamente al mismo tiempo, las teorías de la evolución estelar se basan en gran medida en las observaciones de cúmulos abiertos y globulares.

Los cúmulos de estrellas también se utilizan para determinar la escala de distancias en astronomía . Varios cúmulos de estrellas más cercanos al sistema solar están lo suficientemente cerca como para medir sus distancias usando paralaje . Para estos grupos, se puede construir un diagrama de Hertzsprung-Russell , que tiene valores absolutos a lo largo del eje de luminosidad . Además, al construir un diagrama de Hertzsprung-Russell para un cúmulo estelar, cuya distancia se desconoce, podemos comparar la posición de su secuencia principal con la posición similar del cúmulo base y la distancia a él. Este proceso se conoce como "ajuste de secuencia principal". Al utilizar este método, también se debe tener en cuenta la extinción interestelar y la población estelar .

Casi todas las estrellas de la Galaxia, incluido el Sol, nacieron originalmente en áreas con cúmulos estelares, que posteriormente se desintegraron. Esto significa que las propiedades de las estrellas y los sistemas planetarios podrían verse afectadas por las condiciones que existían en estos cúmulos estelares primarios. Este es probablemente el caso del sistema solar , donde la abundancia de elementos químicos es evidencia del efecto de una explosión de supernova cerca del sol en la historia temprana del sistema solar.

Nubes de estrellas

Algunos autores distinguen las "nubes de estrellas" como un tipo separado de cúmulos: grandes grupos de estrellas de tamaño considerable, que no forman parte de ninguna estructura, pero tienen una densidad de población estelar superior a la media [14] .

Nomenclatura de designaciones

En 1979, la 17ª Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional recomendó que los cúmulos estelares recién descubiertos, tanto globulares como abiertos, dentro de la Galaxia tengan la notación "Chhmm ± ddd", comenzando siempre con el prefijo C , donde h , m y d indican las coordenadas aproximadas del centro del cúmulo en horas y minutos de ascensión recta y grados de declinación . Después de asignar una designación a un objeto, no debería cambiar, incluso si las mediciones posteriores brindarán datos más precisos sobre las coordenadas del centro del grupo [15] . La primera designación de este tipo fue otorgada por Gosta Lunga en 1982 [16] [17] .

Véase también

Notas

  1. ↑ Se ha descubierto una nueva clase de cúmulos estelares , Lenta.ru (8 de junio de 2011). Archivado desde el original el 10 de junio de 2011. Consultado el 9 de junio de 2011.
  2. ↑ 12 Robert Dinwiddie ; Will Gater; Gorrión Giles; Carole Stott. Guía de la Naturaleza: Estrellas y Planetas. - DK, 2012. - S. 14,134-137. - ISBN 978-0-7566-9040-3 .
  3. ↑ Colisiones estelares en cúmulos globulares y el problema del rezagado azul . Archivado el 23 de octubre de 2019 en Wayback Machine , Peter JT Leonard, 1989. 
  4. ↑ Galaxia. Gran Enciclopedia Rusa . Consultado el 20 de noviembre de 2019. Archivado desde el original el 24 de octubre de 2020.
  5. ↑ Los astrónomos han descubierto las galaxias más lejanas y antiguas . Membrana (11 de julio de 2007). Fecha de acceso: 4 de febrero de 2014. Archivado desde el original el 16 de abril de 2012.
  6. ↑ Archinal, Brent A., Hynes, Steven J. 2003. Cúmulos estelares , Willmann-Bell, Richmond, VA
  7. ↑ Sandage, Allan (1958). Cefeidas en cúmulos galácticos. I. CF Cass en NGC 7790. Archivado el 6 de noviembre de 2017 en Wayback Machine , AJ, 128.
  8. ↑ Majaess, D.; Carraro, G.; Moni Bidin, C.; Bonatto, C.; Berdnikov, L.; Balam, D.; Moyano, M.; Gallo, L.; Turner, D.; Carril, D.; Gieren, W.; Borissova, J.; Kovtiukh, V.; Beletsky, Y. (2013). Anclajes para la escala de distancia cósmica: las Cefeidas U Sagittarii, CF Cassiopeiae y CEab Cassiopeiae Archivado el 22 de octubre de 2019 en Wayback Machine , A&A, 260
  9. ↑ Gallagher; Grebel. Cúmulos estelares extragalácticos: especulaciones sobre el futuro  //  Cúmulos estelares extragalácticos, Simposio IAU: revista. - 2002. - vol. 207 . — Pág. 207 . - . — arXiv : astro-ph/0109052 .
  10. ↑ Zoológico estelar joven y exótico: los telescopios de ESO descubren un supercúmulo estelar en la Vía Láctea , ESO (22 de marzo de 2005). Archivado desde el original el 1 de diciembre de 2017. Consultado el 22 de octubre de 2019.
  11. ↑ @1592523 . u-strasbg.fr . Consultado el 28 de abril de 2018. Archivado desde el original el 29 de abril de 2018.
  12. ↑ 12 AP Huxor ; NR Tanvir; MJ Irwin; R. Ibatá. Una nueva población de cúmulos estelares extendidos y luminosos en el halo de M31  // Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society  : revista  . - Prensa de la Universidad de Oxford , 2005. - Vol. 360 , núm. 3 . - Pág. 993-1006 . -doi : 10.1111 / j.1365-2966.2005.09086.x . - . — arXiv : astro-ph/0412223 .
  13. ↑ A. Burkert; J. Brodie; S. Larsen 3. Fuzzies débiles y la formación de galaxias lenticulares  (inglés)  // The Astrophysical Journal  : revista. - Ediciones IOP , 2005. - Vol. 628 , n. 1 . - pág. 231-235 . -doi : 10.1086/ 430698 . - . -arXiv : astro - ph/0504064 .
  14. ↑ nube de estrellas - Wikcionario . Consultado el 22 de octubre de 2019. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2019.
  15. ↑ XVII Asamblea General (PDF) (14–23 de agosto de 1979). Montreal, Canadá: Unión Astronómica Internacional . Verano de 1979. pág. 13. Archivado (PDF) desde el original el 18 de enero de 2015 . Consultado el 18 de diciembre de 2014 . Parámetro obsoleto utilizado |deadlink=( ayuda ) Archivado el 18 de enero de 2015 en Wayback Machine .
  16. ↑ Lynga, G. Números de la IAU para algunos cúmulos descubiertos recientemente // Bulletin d'Information du Centre de Donnees Stellaires. - 1982. - Octubre ( vol. 23 ). - S. 89 . - .
  17. ↑ Diccionario de Nomenclatura de Objetos Celestes . Simbad . Centre de données astronomiques de Strasbourg (1 de diciembre de 2014). Consultado el 21 de diciembre de 2014. Archivado desde el original el 8 de octubre de 2014.

Literatura

Enlaces

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