Zvezdnye skopleniya
<< 11.3 Zvezdnye skopleniya v drugih sistemah Mestnoi gruppy galaktik, v dalekih spiral'nyh i gigantskih ellipticheskih galaktikah | Oglavlenie | 12.2 Zvezdnye associacii v drugih galaktikah >>
Glava 12. Vozniknovenie i evolyuciya zvezdnyh skoplenii
"Pravdu govorit' legko i priyatno"
M. Bulgakov, Master i Margarita.
"— Stop! Nachnem s togo, chto ya nichego ne
trebuyu.
— A esli ne trebuete, to zachem zhe...
— Zatem, chtob lyudi znali, chto vozmozhna
drugaya tochka zreniya"
A. Kron, Bessonica.
12.1 Zvezdnye associacii
Istoriya otkrytiya zvezdnyh gruppirovok, nosyashih eto nazvanie, opisana v § 1.5 i 1.7. Odnako udivitel'nym obrazom ona povtorilas': vsego lish' cherez 15-20 let posle poyavleniya rabot Struve (1928) i Pannekuka (1929) vse nachalos' snachala.
Ris. 158. Raspredelenie na nebe yarkih zvezd tipa T Tel'ca (Dzhoi,
1945).
Eshe vo vremya voiny Baidslman (1943) detal'no issledoval obshirnuyu gruppirovku goryachih i holodnyh sverhgigantov vokrug dvoinogo yadra skopleniya χ i h Perseya, otkrytuyu v 1927 g. Struve (1927), a Struve (1944) - gruppirovku goryachih sverhgigantov vokrug yadra skopleniya NGC 6231. Togda zhe Dzhoi (1945) izuchil napominavshie spektr solnechnoi hromosfery harakternye emissionnye spektry odinnadcati naibolee yarkih orionovyh peremennyh, kotorye on nazval zvezdami tipa T Tel'ca. Dzhoi opublikoval risunok (ris. 158), pokazyvayushii, chto izuchennye im zvezdy sosredotocheny v osnovnom v dvuh protivopolozhnyh ogranichennyh oblastyah neba.
Vskore obshirnye gruppirovki zvezd klassov O - V byli nazvany O-associaciyami, a analogichnye gruppy peremennyh tipa T Tel'ca - T-associaciyami (Ambarcumyan, 1947; 1949a, b; Ambarcumyan, Markaryan, 1949).
Schitaya, chto associacii soderzhat lish' sravnitel'no nemnogochislennye zvezdy, opredelyayushie tip associacii (O - V ili T), Ambarcumyan vyskazal gipotezu o nizkoi prostranstvennoi plotnosti i dinamicheskoi neustoichivosti associacii v pole prilivnyh sil Galaktiki. Pri stol' nizkoi plotnosti associacii dolzhny rastyagivat'sya v galakticheskoi ploskosti i bystro raspadat'sya v processe ih obrasheniya vokrug galakticheskogo centra (sm. § 4.4). Odnako oni nablyudayutsya. Otsyuda sledovalo, chto ili neverno zaklyuchenie ob ih nizkoi prostranstvennoi plotnosti ili associacii kak zvezdnye sistemy voznikli sravnitel'no nedavno i eshe ne uspeli raspast'sya. Uchityvaya astrofizicheskie priznaki vozmozhnoi molodosti chlenov associacii (vysokuyu svetimost' O - V zvezd, istechenie veshestva iz zvezd tipov R Lebedya, Vol'fa - Raie i T Tel'ca), Ambarcumyan vybral vtoruyu al'ternativu. V svoyu ochered' eto privelo k vazhneishemu vyvodu o tom, chto process zvezdoobrazovaniya v Galaktike prodolzhaetsya v nastoyashee vremya.
V 40-h gg., opirayas' na te zhe astrofizicheskie priznaki molodosti O - V zvezd, astronomy byli uzhe gotovy prinyat' etu ideyu i vyskazyvali ee (Spitcer, 1941a, b; Uipl, 1946). V rabotah Boka (1948), a takzhe Boka i Reili (1947), posvyashennyh izucheniyu globul - nebol'shih temnyh kruglyh tumannostei, vyskazyvalos' mnenie, chto imenno globuly yavlyayutsya protozvezdami, nahodyashimisya v stadii gravitacionnogo szhatiya.
Prichinoi, obespechivshei ogromnuyu populyarnost' koncepcii Ambarcumyana, yavilas' osobaya rol', kotoruyu sygrali v to vremya dinamicheskie kriterii, pozvolyavshie govorit' o nedavnem vozniknovenii associacii. Astrofizicheskie priznaki molodosti zvezd eshe ne mogli schitat'sya reshayushimi svidetel'stvami prodolzheniya processa zvezdoobrazovaniya, ibo togda ves'ma ser'ezno obsuzhdalas' i proveryalas' vozmozhnost' poglosheniya (akkrecii) starymi zvezdami, popavshimi v tumannosti, okruzhayushego ih diffuznogo veshestva i posleduyushego uvelicheniya massy i "omolozheniya" davno voznikshih zvezd (Hoil, Lptlton, 1941; Bondi, Hoil, 1944).
Koncepciya Ambarcumyana stimulirovala vsestoronnee issledovanie gruppirovok goryachih gigantov i orionovyh peremennyh, odnoi iz raznovidnostei kotoryh yavlyayutsya peremennye tipa T Tel'ca. Orionovy peremennye stali rassmatrivat'sya kak zvezdy, nahodyashiesya v stadii stanovleniya.
Hotya zvezdnye associacii byli izvestny kak horosho vyrazhennye zvezdnye gruppirovki uzhe dovol'no davno, mnogie uspeli pozabyt' ob etom, mnogie (osobenno molodye astronomy) ne znali etogo, i posle poyavleniya upomyanutyh rabot Ambarcumyana eti ob'ekty nachali zanovo pereotkryvat'sya i izuchat'sya (Holopov, 1950; Markaryan, 1952b; Morgan i dr., 1953; K. Shmidt, 1958). Iz 21 0-associacii, soderzhasheisya v spiske Ambarcumyana (1949b), i iz 25 O-associacii spiska Markaryana (1952b) v spiske Pannekuka (1929) soderzhatsya sootvetstvenno 12 i 14 gruppirovok.
Ambarcumyan i Markaryan (1949) obratili vnimanie na nalichie v 0-associaciyah kratnyh sistem goryachih zvezd, podobnyh Trapecii Oriona. Po ocenkam Ambarcumyana (1950), sistemy tipa Trapecii dolzhny raspadat'sya za neskol'ko millionov let, esli ih polnaya energiya otricatel'na, i bystree, esli ona polozhitel'na. V associaciyah byli zamecheny i drugie kazhushiesya nedolgovechnymi (vsledstvie neizbezhnogo vozmushayushego vliyaniya so storony drugih chlenov associacii i zvezd fona) strukturnye obrazovaniya - zvezdnye cepochki, cepochki nebol'shih zvezdnyh gruppirovok, podobnye Mechu Oriona.
Bol'shie razmery associacii pri sravnitel'no nebol'shom chisle vhodyashih v nih chlenov, kazalos', mogli byt' ob'yasneny lish' tem, chto associacii predstavlyayut soboi rasshiryayushiesya sistemy, zanimavshie pervonachal'no gorazdo men'shii ob'em. Mysl' o vozmozhnoi polozhitel'nosti polnoi energii sistem tipa Trapecii privodila k predstavleniyu o vozniknovenii zvezd v nebol'shih ob'emah prostranstva i o posleduyushem razletanii ih vo vse storony so skorostyami 5 - 10 km/s. Tak, po mneniyu Ambarcumyana (1950; 1955), voznikali zvezdnye associacii, kotorye stali opredelyat'sya uzhe kak sistemy s polozhitel'noi polnoi energiei, postepenno uvelichivayushie svoi ob'em i razletayushiesya v prostranstve. Etot vyvod privel Ambarcumyana k otricaniyu vozmozhnosti vozniknoveniya zvezd iz diffuznogo veshestva (ibo pri etom voznikaet sistema s otricatel'noi polnoi energiei) i k vvedeniyu eshe odnoi gipotezy - o sushestvovanii sverhplotnyh dozvezdnyh tel (D-tel) neizvestnoi prirody, raspad kotoryh na zvezdy privodit k poyavleniyu razletayushihsya associacii. V to zhe vremya iz teh zhe D-tel v tom zhe ob'eme prostranstva mogut voznikat' i ustoichivye "yadra" associacii - skopleniya, obladayushie otricatel'noi polnoi energiei.
Tesnaya svyaz' peremennyh tipa T Tel'ca s temnymi diffuznymi tumannostyami rassmatrivalas' mnogimi kak pryamoe ukazanie na to, chto zvezdy voznikayut iz diffuznogo veshestva putem ego gravitacionnoi kondensacii. Idei Dzhinsa, zalozhivshego osnovy teorii etogo processa, prodolzhali razvivat'sya ryadom uchenyh. Ne udivitel'no poetomu, chto koncepciya Ambarcumyana, radikal'no menyavshaya nachinavshie skladyvat'sya vzglyady na process zvezdoobrazovaniya, byla podvergnuta posledovatel'noi i vo mnogom spravedlivoi kritike v ryade statei i vystuplenii Voroncova-Vel'yaminova (1953) i Lebedinskogo (1953). Na protyazhenii posleduyushih dvadcati s lishnim let byla razrabotana i podtverzhdena nablyudeniyami zvezdnyh skoplenii teoriya zvezdnoi evolyucii i dostignuty bol'shie uspehi v teorii gravitacionnoi kondensacii zvezd iz diffuznogo veshestva. Postepenno nachala obrisovyvat'sya vozmozhnost' i neobhodimost' sovershenno inoi interpretacii ryada yavlenii, svyazannyh s ponyatiem "zvezdnye associacii" (Holopov, 1976a, b; 1979).
K nachalu 50-h gg. blagodarya issledovaniyam Herbiga (1950; 1954) i drugih astronomov bylo ustanovleno, chto orionovy peremennye i peremennye tipa T Tel'ca, izuchavshiesya Dzhoem, predstavlyayut soboi, v sushnosti, odni i te zhe ob'ekty. V nastoyashee vremya pod peremennymi tipa T Tel'ca podrazumevayut orionovy peremennye spektral'nyh klassov F - M s emissionnymi spektrami, v kotoryh prisutstvuyut flyuorescentnye emissionnye linii FeI λλ 4063, 4132 (anomal'no intensivnye tol'ko u zvezd tipa T Tel'ca) i, kak pravilo, emissionnye linii [SII] i [OI]. Anomal'noe vozbuzhdenie linii FeI λλ 4063, 4132 voznikaet tol'ko v ohvachennyh sil'nymi turbulentnymi dvizheniyami atmosferah zvezd tipa T Tel'ca, associirovannyh s diffuznymi tumannostyami.
Detal'noe oznakomlenie s gruppirovkami peremennyh zvezd tipa T Tel'ca pokazalo (Holopov, 1951), chto dve bol'shie, kazavshiesya chrezvychaino razrezhennymi, "associacii" zvezd etogo tipa sostoyat iz neskol'kih samostoyatel'nyh gruppirovok orionovyh peremennyh, gorazdo bolee kompaktnyh i plotnyh, chem eto predpolagalos' ranee. Pochti kazhdaya iz izobrazhennyh Dzhoem na ris. 158 zvezd okazalas' odnim iz yarchaishih chlenov takoi gruppirovki. Dzhoi slovno predvidel eto, oboznachiv kazhduyu iz svoih peremennyh na risunke kruzhkoi, diametr kotorogo po poryadku velichiny okazalsya sravnimym s diametrom sootvetstvuyushei gruppy. Raspolozhenie etih grupp v dvuh diametral'no protivopolozhnyh oblastyah neba poprostu otrazhalo raspolozhenie blizhaishih k Solncu kompleksov temnyh tumannostei. Po zvezdnoi plotnosti mnogie iz T-associacii sravnimy s yadrami zvezdnyh skoplenii, i ob ih dinamicheskoi neustoichivosti v pole prilivnyh sil Galaktiki ne mozhet byt' i rechi. Krome togo, vse oni tak tesno svyazany s plotnymi temnymi tumannostyami, pogloshenie sveta v kotoryh dostigaet 20m, chto nikto eshe ne znaet ni polnogo chisla chlenov, ni istinnyh polnyh mass etih obrazovanii. Diametry ih zaklyucheny v predelah ot 3 do 40 ps (Holopov, 1970).
K sozhaleniyu, v to vremya my eshe ne mogli pravil'no ocenit' poluchennye rezul'taty, tak kak sostavlennye nami spiski etih gruppirovok (Holopov, 1950; 1959) soderzhali znachitel'noe chislo fiktivnyh T-associacii. Eto ob'yasnyaetsya tem, chto vsledstvie nesovershenstva sistemy klassifikacii nepravil'nyh peremennyh zvezd, slozhivsheisya k koncu 40-h gg., k odnoi i toi zhe kategorii peremennyh (tipa RW Voznichego) togda otnosili ves'ma raznorodnye ob'ekty, harakterizovavshiesya bystrymi nepravil'nymi izmeneniyami bleska. Podobnye izmeneniya pokazyvayut i mnogie peremennye tipa T Tel'ca i orionovy peremennye, chto posluzhilo prichinoi otneseniya ih takzhe k tipu RW Voznichego (tem bolee, chto sama RW Voznichego byla otnesena Dzhoem k tipu T Tel'ca). Pri nashih pervyh issledovaniyah T-associacii v osnovu vydeleniya chlenov etih gruppirovok byl polozhen princip prinadlezhnosti peremennoi zvezdy k tipu RW Voznichego. Pri etom okazalos', chto peremennye etogo tipa obrazuyut na nebe kak ves'ma kompaktnye, tak i ves'ma rasseyannye gruppirovki, prichem stepen' ih svyazi s temnymi tumannostyami umen'shalas' po mere uvelicheniya razmerov i umen'sheniya prostranstvennoi plotnosti gruppirovok. Togda eto interpretirovalos' nami kak svidetel'stvo deistvitel'nogo rasshireniya i raspada T-associacii i prevrasheniya orionovyh peremennyh snachala v bystrye nepravil'nye peremennye, a zatem v zvezdy postoyannogo bleska.
Odnako k koncu 60-h gg. vyyasnilos', chto mnogie peremennye, otnosivshiesya prezhde k tipu RW Voznichego, yavlyayutsya libo medlennymi nepravil'nymi i polupravil'nymi krasnymi gigantami, po imeyushimi otnosheniya k zvezdam, nahodyashimsya na rannei stadii evolyucii, libo periodicheskimi peremennymi drugih tipov (pul'siruyushimi, zatmennymi), periody izmeneniya bleska kotoryh ne srazu udalos' naiti. Eto zastavilo nas togda zhe (Holopov, 1970) vyvesti iz kategorii T-associacii gruppirovki bystryh nepravil'nyh peremennyh, ne svyazannyh s diffuznymi tumannostyami. Nekotorye nestacionarnye zvezdoobraznye ob'ekty, schitavshiesya bystrymi nepravil'nymi peremennymi, raspolozhennymi vne galakticheskoi ploskosti, okazalis' v deistvitel'nosti yadrami kompaktnyh galaktik (ob'ektami tipa BL Lac).
Sobstvennye dvizheniya orionovyh peremennyh yavlyayutsya v osnovnom otrazheniem dvizheniya Solnca k apeksu (Artyuhina, 1959; 1960), a dispersiya skorostei etih ob'ektov chrezvychaino mala. Po dannym Blaau i Pels (Herbig, 1962) vnutrennyaya dispersiya skorostei chlenov dannoi T-associacii dolzhna byt' men'she 2 km/s (sm. takzhe Dzhons, Herbig, 1979). Heils (1968; 1970), a takzhe Kudabek i Heils (1969) obnaruzhili izluchenie molekul gidroksila ON na chastotah 1665 i 1667 MGc ot razlichnyh pylevyh oblakov, dayushee svedeniya o luchevyh skorostyah oblakov i o raspredelenii skorostei v razlichnyh uchastkah etih obrazovanii. Dispersiya skorostei istochnikov ON v temnyh tumannostyah ochen' mala - men'she 1 km/s, chto podtverzhdaet vozmozhnost' proishozhdeniya zvezd tipa T Tel'ca iz protozvezd, associirovannyh s pylevymi oblakami (Gam, Vinberg, 1971), i nichtozhnost' nachal'noi dispersii skorostei chlenov T-associacii, no pozvolyayushuyu govorit' o rasshirenii etih sistem. Takim obrazom, my vidim, chto T-associacii - eto plotnye, dinamicheski ustoichivye sistemy.
Poskol'ku orionovy peremennye, kak pravilo, imeyut v spektrah emissionnuyu liniyu Nα, dlya poiskov ih gruppirovok ochen' polezny snimki, poluchaemye s ob'ektivnoi prizmoi v krasnoi oblasti spektra. Imenno tak i byli obnaruzheny Dzhoem (1949b) 37 karlikov v tesnyh tumannostyah v sozvezdii Tel'ca, okazavshihsya orionovymi peremennymi (Holopov, 1951). Spiski gruppirovok emissionnyh zvezd nedavno opublikovany Dolidze (1975).
Otkrytie mnozhestva orionovyh peremennyh vo vseh OV-associaciyah, v kotoryh oni razyskivalis' (sm., naprimer, Holopov, 1958), i obnaruzhenie v etih sistemah ogromnyh mass ionizovannogo, neitral'nogo, a v poslednee vremya i molekulyarnogo vodoroda, dostigayushih mnogih desyatkov tysyach solnechnyh mass (Ueid, 1957; Menon, 1958) oznachaet, chto srednie plotnosti i OV-associacii gorazdo vyshe teh, kotorye pripisyvalis' im v konce 40-h gg. OV-associacii soderzhat v sebe zvezdy vseh spektral'nyh klassov - ot O - V do M, otnosyashiesya k glavnoi posledovatel'nosti i oblasti subgigantov. Izobrazhennaya na ris. 159 (Uoker, 1969) diagramma V, V - V zvezd molodogo skopleniya Mech Oriona yavlyaetsya tipichnoi dlya chlenov OV-associacii. Orionovy peremennye raspolozheny na etoi diagramme v raione shirokoi polosy nad nachal'noi glavnoi posledovatel'nost'yu, izobrazhennoi preryvistoi liniei. Otdel'nye polozheniya, zanimaemye na diagramme dannoi peremennoi v raznoe vremya, soedineny mezhdu soboi pryamymi liniyami.
Ves'ma sushestvennye dlya ponimaniya prirody zvezdnyh associacii dannye byli polucheny v rezul'tate opisannyh v § 8.4 issledovanii koronal'nyh oblastei zvezdnyh skoplenii (Artyuhina, Holopov, 1963; Holopov, 1968a).
Uzhe v 1963 g. stalo yasno (Holopov, 19656), chto yarkie zvezdy klassov O - V, nablyudaemye vokrug "yader" OV-associacii, sleduet v ryade sluchaev rassmatrivat' kak indikatory koronal'nyh oblastei obyknovennyh stacionarnyh zvezdnyh skoplenii. Eto oznachaet, chto podobnye OV-associacii - ne sistemy s polozhitel'noi polnoi energiei, nahodyashiesya v nachal'noi stadii rasshireniya, a obychnye molodye zvezdnye skopleniya. To, chto ranee nazyvalos' yadrom associacii, okazyvaetsya yadrom skopleniya, a to, chto schitalos' neustoichivoi associaciei, okruzhayushei yadro, okazyvaetsya plotnoi ustoichivoi koronoi skopleniya, ego neot'emlemoi chast'yu.
Ris. 159. Diagramma V, V - V zvezd skopleniya Mech Oriona
(Uoker, 1969).
Izmenilis' i nashi predstavleniya o roli sistem tipa Trapecii. Izolirovannyh sistem tipa Trapecii, po-vidimomu, ne sushestvuet. Bol'shinstvo real'nyh sistem etogo tipa, komponenty kotoryh yavlyayutsya zvezdami klassov O - V, vhodit v sostav yader molodyh i voznikayushih zvezdnyh skoplenii. V 1971 g. Duboshin i dr. (1971) chislennym metodom s pomosh'yu EVM izuchili vozmozhnoe dvizhenie chlenov Trapecii Oriona, ispol'zovav dannye Parenago (1954b) ob ih nablyudaemyh skorostyah. Okazalos', chto chleny Trapecii ne mogut razletet'sya, a po mere rasshireniya sistemy ispytyvayut vse vozrastayushee prityazhenie so storony drugih zvezd skopleniya, ostayushihsya vnutri Trapecii, i v konce koncov vozvrashayutsya obratno. Vyvod o neogranichennom rasshirenii Trapecii Oriona mog by byt' spravedliv lish' v tom sluchae, esli by odnovremenno, kak zapodozril Strend (1958), rasshiryalos' i samo skoplenie. Odnako skoplenie, soderzhashee Trapeciyu Oriona, ne rasshiryaetsya (Vasilevskie, 1971; Kennel, Ianna, 1977).
Po mneniyu A. N. Deicha, mozhno voobshe somnevat'sya v znacheniyah skorostei chlenov Trapecii, poluchennyh P. P. Parenago putem usredneniya ves'ma raznorodnyh do tochnosti nablyudenii i mogushih poetomu obladat' bol'shimi sistematicheskimi oshibkami. V samom dele, eshe Ahundova (1957) po izmereniyam snimkov, poluchennyh s pulkovskim normal'nym astrografom, ne podtverdila vyvoda o rasshirenii Trapecii Oriona, sdelannogo Parenago (1954b). Nedavno Allen i dr. (1974) rassmotreli 42 sistemy tipa Trapecii iz spiska Ambarcumyana (1954), nablyudavshiesya na protyazhenii 70 - 100 let. Ni v odnoi iz nih (v tom chisle i v Trapecii Oriona, v sootvetstvii s vyvodom Ahundovoi) ne udalos' obnaruzhit' yavlenii rasshireniya, t. e. sistematicheskogo uvelicheniya rasstoyanii mezhdu vsemi komponentami sistemy.
Takim obrazom, ne mozhet byt' i rechi o polozhitel'nosti polnoi energii etih sistem. V krainem sluchae, mozhno govorit' lish' o vybrasyvanii iz nih odnogo-dvuh komponentov vsledstvie obychnogo obmena energiei mezhdu komponentami pri ih kratnyh vzaimnyh sblizheniyah.
Yavleniya rasshireniya, zamechennye v nekotoryh zvezdnyh associaciyah (Blaau, 1952), nablyudayutsya skoree kak isklyuchenie, chem kak pravilo. V podavlyayushem bol'shinstve sluchaev dvizheniya goryachih zvezd v OV-associaciyah sovershenno besporyadochny i ne pokazyvayut effekta rasshireniya sistemy. Inogda odni avtory nahodyat rasshirenie nekotoroi gruppirovki zvezd, drugie oprovergayut ego, kak eto proizoshlo v sluchae associacii Kassiopeya - Telec i Yasherica I (Pitri, 1958; Vulli, Eggen, 1958).
Rasshirenie sistemy proyavlyaetsya v uvelichenii komponentov sobstvennogo dvizheniya ee chlenov, proporcional'nom rostu sootvetstvuyushih koordinat etih chlenov. Blaau i ryad drugih avtorov opredelyayut tak nazyvaemye "vozrasty associacii po rasshireniyu". Prakticheski eti vozrasty nahodyatsya s pomosh'yu vvedennogo Blaau (1952) koefficienta rasshireniya &kappa, kotoryi predstavlyaet soboi srednee iz znachenii 
i 
. Velichina &kappa vyrazhaetsya obychno v sekundah dugi na gradus v god.
V svyazi s nalichiem v associaciyah yavlenii kak rasshireniya, tak i szhatiya, i polnoi neopredelennost'yu haraktera dvizhenii v bol'shinstve etih sistem, poyavilis' dazhe predlozheniya utochnit' ponyatie associacii, sohraniv eto nazvanie lish' za temi zvezdnymi gruppirovkami, v kotoryh nablyudayutsya yavleniya rasshireniya, i nazyvaya ostal'nye agregatami. Odnako v principe net nikakoi raznicy mezhdu temi i drugimi sistemami.
Sleduet podcherknut', chto sami po sebe yavleniya rasshireniya eshe nichego ne govoryat o budushem sistemy, esli my ne znaem ee polnoi massy. Esli massa sistemy velika, rasshirenie gruppy ee yarkih chlenov mozhet v budushem smenit'sya szhatiem etoi gruppy. V svyazi s etim, rassmotrim rezul'taty issledovaniya sistemy ζ Perseya, vypolnennogo Duboshinym i dr. (1976). Eta otkrytaya Pannekukom (1929) gruppa 17 yarkih zvezd rannih spektral'nyh klassov, nazyvaemaya teper' associaciei Per OB2, byla pervoi rasshiryayusheisya OV-associaciei, izuchennoi Blaau (1952). Ona svyazana s bol'shim gazovo-pylevym oblakom, minimal'noe znachenie polnoi massy kotorogo mozhet sostavlyat' 190 000 mass Solnca. Chislennoe integrirovanie uravnenii dvizheniya pokazyvaet, chto pri etih usloviyah, s uchetom oshibok opredeleniya sobstvennyh dvizhenii rassmatrivaemyh zvezd, lish' tri zvezdy iz semnadcati mogut pokinut' sistemu. Ostal'nye 80% yarkih chlenov sistemy budut periodicheski cherez 5 - 10 mln. let vozvrashat'sya k pervonachal'no zanimavshemusya imi ob'emu.
Rassmotrim teper' vozmozhnye prichiny yavlenii rasshireniya, nablyudaemyh v nekotoryh associaciyah.
Gipoteza o sushestvovanii i raspade sverhplotnyh dozvezdnyh tel, predlozhennaya nekogda dlya ob'yasneniya podobnyh yavlenii, ni na chem ne osnovana, ibo, kak pokazano vyshe, gipotezy, iz kotoryh ona logicheski vytekala (nizkaya prostranstvennaya plotnost' associacii, polozhitel'nost' polnoi energii sistem tipa Trapecii), okazalis' nevernymi.
Associacii voznikayut v bol'shih gazovo-pylevyh tumannostyah. V Galaktike podobnye tumannosti raspolagayutsya vdol' otrezkov spiral'nyh vetvei. Pod deistviem differencial'nogo galakticheskogo vrasheniya oni mogut sblizhat'sya i rashodit'sya. Process zvezdoobrazovaniya v kazhdom takom oblake mozhet nachat'sya v lyuboe vremya posle dostizheniya im opredelennoi stepeni szhatiya. Podobnye processy, veroyatnee vsego, mogut nablyudat'sya i bol'shih konglomeratah takih tumannostei. V takom sluchae eti konglomeraty budut vosprinimat'sya nami kak OB associacii, a udalenie drug ot druga voznikshih iz etih tumannostei zvezdnyh gruppirovok budet vyglyadet' pak rasshirenie edinoi associacii.
V ryade sluchaev my, deistvitel'no, imeem delo ne s obshim rasshireniem associacii, a s vzaimnym udaleniem drug ot druga razlichnyh ee chastei, voznikshih iz sovershenno nezavisimyh oblakov i dazhe imeyushih sovershenno razlichnyi vozrast. Imenno s etim yavleniem svyazano otmechennoe Blaau (1964) sosushestvovanie v nekotoryh bol'shih associaciyah (Skorpiona - Centavra, Orion I, Yasherica I) otdel'nyh gruppirovok (podgrupp) goryachih zvezd, imeyushih (sudya po diagrammam velichina - pokazatel' cveta ih chlenov) raznyi vozrast. Eti podgruppy zanimayut razlichnye oblasti associacii, prichem ih razmery tem bol'she, chem bol'she ih vozrast.
Sushestvuet eshe odin mehanizm, obuslavlivayushii vozniknovenie yavlenii, napominayushih rasshirenie, v molodyh zvezdnyh gruppirovkah. Eto - vybrasyvanie zvezd iz kollapsiruyushih protozvezdnyh sistem.
V 1954 g. Blaau i Morgan (1954) zametili, chto dve zvezdy spektral'nyh klassov O9,5V i B0V (AE Voznichego i μ Golubya), imeyushie ochen' bol'shie prostranstvennye skorosti, dvizhutsya tak, slovno okolo treh millionov let nazad oni vyleteli iz raiona associacii Orion I. Vskore Blaau (1956) obnaruzhil tret'yu podobnuyu zvezdu (53 Ovna) spektral'nogo klassa B2V, udalyayushuyusya ot associacii Oriona s takoi skorost'yu, slovno ona pokinula etu associaciyu okolo pyati millionov let nazad.
Dlya ob'yasneniya etogo yavleniya Blaau (1961) predpolozhil, chto zvezdy, vyletayushie iz associacii, ranee vhodili v sostav dvoinyh sistem, glavnye komponenty kotoryh prevratilis' v sverhnovye II tipa, sbrosili s sebya pri vspyshke polovinu svoei massy i poteryali sposobnost' uderzhivat' svoi komponent na ego orbite.
Cherez neskol'ko let Poveda i dr. (1967) predlozhili inoe reshenie problemy proishozhdeniya vybrasyvaemyh iz associacii zvezd, osnovannoe na predstavleniyah o vozmozhnoi nachal'noi evolyucii protozvezdnoi sistemy. V sootvetstvii s teoriei obrazovaniya zvezd iz diffuznogo veshestva (sm., naprimer, Aarset, Hils, 1972) protoskopleniya dolzhny sostoyat' iz ryada subskoplenii. Pri opredelennoi stepeni szhatiya i dostizhenii kriticheskoi plotnosti gazovo-pylevoe oblako delitsya na dva ili neskol'ko oblakov men'shih razmerov. Dal'neishee szhatie etih oblakov privodit k ih posleduyushemu deleniyu, poka ne obrazuetsya cepochka ili gruppa oblakov, kazhdoe iz kotoryh raspadaetsya uzhe na gruppu protozvezd - subskoplenie. Podobnuyu strukturu, kak uzhe neodnokratno otmechalos', imeet skoplenie Mech Oriona.
Voznikshie protozvezdy poluchayut vozmozhnost' svobodno padat' k centru subskopleniya. Etot process nazyvaetsya gravitacionnym kollapsom subskopleniya. Odnovremenno kollapsiruyut sami protozvezdy, prevrashayas' v zvezdy. V to zhe vremya blizkie subskopleiiya padayut k ih obshemu centru mass - proishodit nachal'nyi kollaps skopleniya (sm. § 9.8, ris. 144). V processe kollapsa vsledstvie pereraspredeleniya energii mezhdu sblizhayushimisya protozvezdami mozhet proishodit' vybrasyvanie otdel'nyh protozvezd iz subskoplenii i protoskopleniya v celom, prichem inogda s ochen' bol'shimi skorostyami. Process nachal'nogo kollapsa vo mnogo raz usilivaet yavleniya obmena energiei i prevrashaet vnachale spokoinuyu inertnuyu massu diffuznogo oblaka v burno evolyucioniruyushuyu dinamicheskuyu sistemu. Eto - pervyi tolchok. Perefrazirovav drevneishee izrechenie, mozhno skazat': vnachale byl kollaps. Bol'shie kineticheskie energii vybrasyvaemye iz protoskopleniya zvezdy priobretayut za schet otricatel'nyh polnyh energii obrazuyushihsya pri etom tesnyh dvoinyh sistem (Poveda i dr., 1967). Tak mogut voznikat' zvezdy, vyletayushie iz associacii. Chem massivnee zvezdy, uchastvuyushie v processe gravitacionnogo kollapsa, tem effektivnee ego deistvie. Ne isklyucheno, chto v nekotoryh sluchayah prevrashenie vybroshennyh iz associacii protozvezd v zvezdy mozhet proishodit' uzhe vne predelov associacii - v galakticheskom pole.
Po-vidimomu, imenno eto yavlenie vybrasyvaniya otdel'nyh massivnyh goryachih zvezd na samoi rannei stadii obrazovaniya zvezdnogo skopleniya nablyudaetsya v sluchae associacii ζ Perseya, sozdavaya illyuziyu rasshireniya vsei sistemy, Vyshe my uzhe otmechali, chto dazhe iz etih 17 zvezd lish' tri dolzhny, bezuslovno, pokinut' sistemu, ostal'nye zhe mogut byt' uderzhany ee gravitacionnym polem.
Tak kak vybrasyvanie zvezd iz associacii proishodit naibolee intensivno na samyh pervyh stadiyah ee sushestvovaniya, vo vremya protekaniya processov pervichnogo kollapsa, to dlya ocenki vozrasta associacii sleduet ispol'zovat' skoree zvezdy, pokinuvshie ili zavedomo pokidayushie associaciyu, chem zvezdy, prosto uchastvuyushie v yavlenii vidimogo ee rasshireniya, poskol'ku eto rasshirenie mozhet zatormozit'sya i smenit'sya szhatiem.
Sleduet podcherknut', chto ponyatiya "rasshirenie sistemy" i "vybrasyvanie zvezd iz sistemy" ne ravnoznachny. V pervom sluchae proishodit polnyi raspad sistemy (esli tol'ko rasshirenie ne smenitsya szhatiem); pri vybrasyvanii zhe iz sistemy zvezd za schet obmena imi energiei sistema v celom szhimaetsya i v nei obrazuyutsya tesnye dvoinye zvezdy. Bylo by nelepo prodolzhat' otnosit' k sisteme zvezdy, vybroshennye iz nee so skorostyami, prevyshayushimi skorost' otryva ot sistemy.
Vybroshennye iz associacii Orion I goryachie zvezdy AE Aur, μ Col i 53 Ari udalilis' ot nee uzhe na sotni parsek. Esli by my otnesli eti zvezdy k associacii, nam prishlos' by prinyat', chto diametr ee sostavlyaet 700 ps i chto ona bystro rasshiryaetsya, togda kak real'nyi diametr etoi associacii raven 100 ps i yavlenii rasshireniya zvezdnyh gruppirovok v nei seichas ne obnaruzhivaetsya. Otmetim, kstati, chto vremya vyleta etih zvezd iz associacii (3 - 5 millionov let nazad) deistvitel'no sovpadaet s astrofizicheskim vozrastom associacii (3 · 106 let). Razrezhennye periferiinye oblasti ryada associacii mogut sostoyat' iz podobnyh vybroshennyh iz associacii zvezd, poteryavshih vsyakuyu svyaz' so svoimi sistemami. No eto uzhe zvezdy polya. Poskol'ku v konce sorokovyh godov tochnye granicy skoplenii i associacii ne byli izvestny, otnesenie k nim vybroshennyh iz nih zvezd bylo estestvennoi proceduroi. Pri etom preuvelichivalis' istinnye razmery etih obrazovanii i preumen'shalas' ih srednyaya plotnost'.
Sleduet eshe raz otmetit', chto opisannyi vyshe mehanizm vybrasyvaniya zvezd iz associacii nichem ne otlichaetsya ot klassicheskogo mehanizma dissipacii zvezdnyh skoplenii, rassmotrennogo Ambarcumyanom (1938).
<< 11.3 Zvezdnye skopleniya v drugih sistemah Mestnoi gruppy galaktik, v dalekih spiral'nyh i gigantskih ellipticheskih galaktikah | Oglavlenie | 12.2 Zvezdnye associacii v drugih galaktikah >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
zvezdy - Skoplenie
Publikacii so slovami: zvezdy - Skoplenie | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
