กลุ่มซุปเปอร์สตาร์เป็นกลุ่มของดาวฤกษ์อายุน้อยหลายแสนดวงที่บรรจุอยู่ในปริมาณที่น้อยมาก พวกมันเป็นตัวแทนของสภาพแวดล้อมสุดขั้วที่ดาวและดาวเคราะห์สามารถก่อตัวได้
จนถึงปัจจุบันกระจุกดาวซูเปอร์สตาร์มีอยู่เพียงไกลมากซึ่งส่วนใหญ่เป็นคู่หรือกลุ่มของกาแลคซีที่มีปฏิสัมพันธ์ อย่างไรก็ตามในตอนนี้ทีมนักดาราศาสตร์ชาวยุโรป [1] ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ของ ESO เพื่อค้นหาวัตถุประหลาดในกาแลคซีทางช้างเผือกของเราเองเกือบจะ แต่ไม่มากนักในสวนหลังบ้านของเราเอง!
โครงสร้างขนาดใหญ่ที่เพิ่งค้นพบใหม่ถูกซ่อนอยู่หลังก้อนเมฆฝุ่นและก๊าซขนาดใหญ่และนี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงใช้เวลานานในการเปิดเผยธรรมชาติที่แท้จริงของมัน เป็นที่รู้จักกันในชื่อ“ Westerlund 1” และใกล้กว่าหนึ่งพันเท่าของกระจุกดาวซูเปอร์สตาร์อื่น ๆ มันใกล้พอที่นักดาราศาสตร์อาจสำรวจโครงสร้างของมันในรายละเอียด
Westerlund 1 ประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่มีมวลมากหลายร้อยดวงบางดวงเปล่งประกายด้วยดวงอาทิตย์เกือบหนึ่งล้านดวงและใหญ่กว่าดวงอาทิตย์สองพันเท่า (ใหญ่เท่ากับวงโคจรของดาวเสาร์) แน่นอนถ้าดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ในใจกลางกลุ่มที่น่าทึ่งนี้ท้องฟ้าของเราจะเต็มไปด้วยดวงดาวนับร้อยที่สว่างเท่ากับดวงจันทร์เต็มดวง Westerlund 1 เป็นห้องทดลองทางธรรมชาติที่มีเอกลักษณ์ที่สุดสำหรับการศึกษาฟิสิกส์ดาวฤกษ์สุดขั้วช่วยให้นักดาราศาสตร์ค้นหาว่าดาวมวลสูงที่สุดในกาแลคซีของเรามีชีวิตและตาย
จากการสำรวจของพวกเขานักดาราศาสตร์สรุปว่ากระจุกดาวสุดขั้วนี้น่าจะมีมวลของดวงอาทิตย์ไม่น้อยกว่า 100,000 เท่าและดาวทั้งหมดของมันอยู่ในภูมิภาคน้อยกว่า 6 ปีแสง ดังนั้น Westerlund 1 จึงเป็นกลุ่มดาวขนาดเล็กที่มีขนาดใหญ่ที่สุดซึ่งระบุไว้ในกาแล็กซี่ทางช้างเผือก
Super Star Clusters
โดยทั่วไปดาวฤกษ์จะเกิดในกลุ่มเล็ก ๆ ส่วนใหญ่จะเรียกว่า "กระจุกดาวเปิด" ซึ่งโดยทั่วไปจะมีดาวอยู่สองสามร้อยดวง จากการสำรวจในวงกว้างนักดาราศาสตร์อนุมานว่าดวงอาทิตย์นั้นเกิดในกระจุกดาวดวงนี้เมื่อประมาณ 4,500 ล้านปีก่อน
ในกาแลคซีที่มีการเคลื่อนไหว (“ ดาวกระจาย”) นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตการก่อตัวดาวฤกษ์อย่างรุนแรง (ดูตัวอย่าง ESO Press Photo 31/04) ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาของกลุ่มซุปเปอร์สตาร์แต่ละดวงประกอบด้วยดาวฤกษ์หลายล้านดวง
เห็นได้ชัดว่าเหตุการณ์ดังกล่าวเป็นเรื่องธรรมดาในช่วงวัยเด็กของทางช้างเผือกเมื่อกว่า 12,000 ล้านปีก่อน: กระจุกดาวทรงกาแลคซีจำนวนมาก - ซึ่งเกือบจะแก่เท่ากับกาแลคซีของเรา (เช่น ESO PR 20/04) - คิดว่าเป็นเศษต้น กลุ่มซุปเปอร์สตาร์
กระจุกดาวซูเปอร์สตาร์ทั้งหมดตั้งอยู่ไกลมากในกาแลคซี Starburst มันเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกแยะดาวแต่ละดวงของพวกเขาแม้จะใช้เทคโนโลยีที่ล้ำหน้าที่สุด สิ่งนี้ทำให้การศึกษาและนักดาราศาสตร์ซับซ้อนขึ้นอย่างมากดังนั้นจึงมีความกระตือรือร้นที่จะค้นหากลุ่มดังกล่าวในละแวกของเราเพื่อสำรวจโครงสร้างของพวกเขาในรายละเอียดที่มากขึ้น
ตอนนี้ทีมนักดาราศาสตร์ชาวยุโรป [1] ประสบความสำเร็จในการทำเช่นนี้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ของ ESO หลายแห่งที่หอดูดาวลาซิลลา (ชิลี)
เวสต์ลันด์ 1
กระจุกดาวเปิด Westerlund 1 ตั้งอยู่ในกลุ่มดาวใต้ Ara (กลุ่มดาวแท่นบูชา) มันถูกค้นพบในปี 1961 จากออสเตรเลียโดยนักดาราศาสตร์ชาวสวีเดน Bengt Westerlund ซึ่งต่อมาย้ายจากที่นั่นมาเป็นผู้อำนวยการ ESO ในชิลี (1970 - 74) กลุ่มนี้อยู่ด้านหลังเมฆก๊าซและฝุ่นระหว่างดวงดาวขนาดใหญ่ซึ่งปิดกั้นแสงที่มองเห็นได้ส่วนใหญ่ ปัจจัยที่ทำให้มืดลงมากกว่า 100,000 - และนี่คือเหตุผลที่มันใช้เวลานานกว่าจะค้นพบธรรมชาติที่แท้จริงของกลุ่มนี้
ในปีพ. ศ. 2544 ทีมนักดาราศาสตร์ค้นพบดาวมวลสูงที่ร้อนและแปลกประหลาดมากกว่าหนึ่งโหลในกระจุกดาวที่เรียกว่าดาว“ Wolf-Rayet” พวกเขาได้ศึกษาตั้งแต่ Westerlund 1 อย่างกว้างขวางด้วยกล้องโทรทรรศน์ ESO ที่หลากหลาย
พวกเขาใช้รูปภาพจาก Wide Field Imager (WFI) ที่แนบมากับ ESO / MPG 2.2 ม. รวมทั้งจากกล้อง SUperb Seeing Imager 2 (SuSI2) บนกล้องโทรทรรศน์เทคโนโลยีใหม่ ESO 3.5 ม. (NTT) จากการสังเกตเหล่านี้พวกเขาสามารถระบุดาวสมาชิกคลัสเตอร์ได้ประมาณ 200 ดวง
เพื่อสร้างธรรมชาติที่แท้จริงของดวงดาวเหล่านี้นักดาราศาสตร์จึงทำการสังเกตการณ์ทางสเปกโทรสโกปีประมาณหนึ่งในสี่ของพวกมัน สำหรับสิ่งนี้พวกเขาใช้สเปคโตรมิเตอร์ Boller & Chivens บนกล้องโทรทรรศน์ ESO 1.52-m และเครื่องมือมัลติโหมด ESO (EMMI) ใน NTT
สวนสัตว์แปลก
การสำรวจเหล่านี้ได้เผยให้เห็นประชากรจำนวนมากที่มีความสว่างและใหญ่มากและเป็นดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างแรง บางคนอาจเติมเต็มระบบสุริยะภายในวงโคจรของดาวเสาร์ (ใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 2,000 เท่า) บางดวงก็สว่างกว่าดวงอาทิตย์นับล้านเท่า
เห็นได้ชัดว่าเวสเตอร์ลันด์ 1 เป็นสวนสัตว์ที่น่าทึ่งซึ่งมีประชากรแปลกใหม่มากที่สุดและเป็นขุมทรัพย์ทางดาราศาสตร์ที่แท้จริง ดาวทุกดวงที่ค้นพบนั้นมีวิวัฒนาการและมีขนาดใหญ่มากซึ่งประกอบไปด้วยดาวประหลาดเต็มรูปแบบจากดาว Wolf-Rayet, supergiants OB, Hypergiants สีเหลือง (เกือบสว่างเท่ากับหนึ่งล้านดวงอาทิตย์) และตัวแปร Blue Luminous (คล้ายกับวัตถุ Eta Carinae พิเศษ - ดู ESO PR 31/03)
ดวงดาวทุกดวงที่วิเคราะห์ใน Westerlund 1 มีน้ำหนักมากกว่าดวงอาทิตย์อย่างน้อย 30-40 เท่า เนื่องจากดาวดังกล่าวมีอายุค่อนข้างสั้น - การพูดทางดาราศาสตร์ - เวสต์ลันด์ 1 ต้องมีอายุน้อยมาก นักดาราศาสตร์ระบุอายุระหว่าง 3.5 และ 5 ล้านปี ดังนั้น Westerlund 1 จึงเป็นคลัสเตอร์ "ทารกแรกเกิด" ใน Galaxy ของเรา!
คลัสเตอร์ที่ใหญ่ที่สุด
Westerlund 1 นั้นเต็มไปด้วยดาวประหลาดอย่างเหลือเชื่ออย่างเช่นมันมี Hypergiants สีเหลืองมากที่สุดเท่าที่เคยมีมาจนถึงทุกวันนี้ในทางช้างเผือก!
“ ถ้าดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ใจกลาง Westerlund 1 ท้องฟ้าจะเต็มไปด้วยดวงดาวหลายดวงสว่างกว่าดวงจันทร์เต็มดวง” อิกนาชิโอเนกูเอลลาแห่ง Universidad de Alicante แสดงความคิดเห็นในสเปนและสมาชิกของทีม
ดาวฤกษ์มวลสูงจำนวนมากหมายความว่า Westerlund 1 จะต้องมีดาวจำนวนมาก “ ในกาแลคซีของเรา Simon Clark แห่ง University College London (สหราชอาณาจักร) อธิบายและหนึ่งในผู้เขียนของการศึกษานี้“ มีดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์มากกว่า 100 ดวงสำหรับดาวทุกดวงที่มีน้ำหนัก 10 เท่าของดวงอาทิตย์ ความจริงที่ว่าเราเห็นดาวขนาดใหญ่หลายร้อยดวงใน Westerlund 1 หมายความว่ามันอาจมีดาวเกือบครึ่งล้านดวง แต่ส่วนใหญ่เหล่านี้ไม่สว่างพอที่จะมองผ่านเมฆก๊าซและฝุ่นที่คลุมเครือ” นี่เป็นสิบเท่าของกระจุกดาวอายุน้อยอื่น ๆ ที่รู้จักในทางช้างเผือก
Westerlund 1 น่าจะมีขนาดใหญ่กว่ากระจุกดาวหนาแน่นมากที่อยู่ในภาคกลางของกาแลคซีของเราเช่นกระจุกดาว Arches และ Quintuplet จะต้องมีการสังเกตการณ์อินฟราเรดลึกเพิ่มเติมเพื่อยืนยันสิ่งนี้
กระจุกดาวซูเปอร์สตาร์นี้ให้มุมมองที่เป็นเอกลักษณ์ต่อนักดาราศาสตร์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่สุดในจักรวาล Westerlund 1 จะให้โอกาสใหม่ ๆ ในการสืบเสาะมาเป็นเวลานานสำหรับรายละเอียดที่มากขึ้นและละเอียดยิ่งขึ้นเกี่ยวกับวิธีการสร้างดาวและโดยเฉพาะอย่างยิ่งวัตถุขนาดใหญ่
... และหนาแน่นที่สุด
ดาวจำนวนมากใน Westerlund 1 ไม่ใช่ความประหลาดใจเพียงอย่างเดียวที่รอ Clark และเพื่อนร่วมงานของเขา จากการสังเกตของพวกเขาสมาชิกในทีมยังพบว่าดาวเหล่านี้ทั้งหมดถูกบรรจุไว้ในพื้นที่ขนาดเล็กที่น่าอัศจรรย์อย่างแน่นอนน้อยกว่า 6 ปีแสง ในความเป็นจริงมันเปรียบได้กับระยะทาง 4 ปีแสงกับดาวที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุด Proxima Centauri!
เป็นเรื่องเหลือเชื่อ: ความเข้มข้นใน Westerlund 1 นั้นสูงมากจนการแยกระหว่างดาวฤกษ์ค่อนข้างใกล้เคียงกับขอบเขตของระบบสุริยะ
“ ด้วยดาวจำนวนมากในปริมาตรเล็กน้อยเช่นนี้บางดวงก็อาจชนกันได้” ไซมอนคลาร์กมองเห็น “ สิ่งนี้อาจนำไปสู่การก่อตัวของหลุมดำมวลปานกลางที่มีมวลมากกว่า 100 เท่าของดวงอาทิตย์ อาจเป็นไปได้ว่าสัตว์ประหลาดเช่นนี้ได้ก่อตัวขึ้นที่ใจกลางของเวสเตอร์ลันด์ 1 แล้ว”
ประชากรดาวมวลสูงจำนวนมากในเวสต์ลันด์ 1 แสดงให้เห็นว่ามันจะมีผลกระทบอย่างมากต่อสภาพแวดล้อม กระจุกดาวนี้มีดาวมวลสูงจำนวนมากซึ่งในช่วงเวลาน้อยกว่า 40 ล้านปีมันจะเป็นที่ตั้งของซุปเปอร์โนวามากกว่า 1,500 ดวง พลุขนาดยักษ์ที่อาจขับน้ำพุแห่งกาแล็คซี่!
เนื่องจาก Westerlund 1 อยู่ในระยะทางประมาณ 10,000 ปีแสงเท่านั้นกล้องความละเอียดสูงเช่น NAOS / CONICA บนกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของ ESO สามารถแก้ปัญหาดวงดาวแต่ละดวงได้ การสำรวจดังกล่าวเริ่มเผยให้เห็นดวงดาวที่เล็กกว่าใน Westerlund 1 รวมถึงบางส่วนที่มีมวลน้อยกว่าดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์จะสามารถศึกษาสวนสัตว์กาแลคซีที่แปลกใหม่นี้ได้ในเชิงลึก
ข้อมูลมากกว่านี้
งานวิจัยที่นำเสนอใน ESO Press Release นี้จะปรากฏในวารสารการวิจัยดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชั้นนำในเร็ว ๆ นี้ ไฟล์ PDF มีอยู่ที่เว็บไซต์ A&A กระดาษแผ่นที่สอง (“ ดาวฤกษ์ Wolf-Rayet เพิ่มเติมในกระจุกดาวกระจายกลุ่ม Westerlund 1” โดย Ignacio Negueruela และ Simon Clark) จะได้รับการตีพิมพ์ในดาราศาสตร์และดาราศาสตร์ฟิสิกส์ในไม่ช้า มันมีให้ในรูปแบบ astro-ph / 0503303
ข่าวประชาสัมพันธ์ภาษาสเปนที่ออกโดย Universidad de Alicante มีอยู่ในเว็บไซต์ของ Ignacio Negueruela
บันทึก
[1]: ทีมประกอบด้วย Simon Clark (University College London, UK), Ignacio Negueruela (Universidad de Alicante, สเปน), Paul Crowther (University of Sheffield, UK), Simon Goodwin (มหาวิทยาลัยเวลส์คาร์ดิฟสหราชอาณาจักร) , Rens Waters (มหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม) และ Sean Dougherty (Dominion Radio Astrophysical Observatory)
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
