Zvezdnye skopleniya
<< 12.2 Zvezdnye associacii v drugih galaktikah | Oglavlenie | 12.4 Evolyuciya zvezdnyh skoplenii >>
12.3 T-associacii — voznikayushie zvezdnye skopleniya
V nastoyashee vremya carit polnaya neopredelennost' i terminologii, otnosyasheisya k zvezdnym associaciyam. OV-associaciyami nazyvayut i molodye zvezdnye skopleniya i gruppy takih skoplenii, a takzhe soderzhashie O - V zvezdy zvezdnye gruppirovki i zvezdnye oblaka samyh raznyh razmerov - ot neskol'kih parsekov do 200 i dazhe do 2000 ps, s zametnoi koncentraciei zvezd k centru sistemy i s sovershenno odnorodnym raspredeleniem zvezdnoi plotnosti, svyazannye i ne svyazannye s diffuznymi tumannostyami.
My ne govorim uzhe ob R-associaciyah - ponyatii, vvedennom van den Bergom (19666) dlya oboznacheniya gruppirovok diffuznyh otrazhatel'nyh tumannostei (R -pervaya bukva angliiskogo slova reflection - otrazhenie). Neredko R-associacii yavlyayutsya indikatorami aktivnyh oblastei zvezdoobrazovaniya, hotya k R-associaciyam otnosyat i gruppu tumannostei, osveshaemyh yarkimi chlenami Pleyad.
Svoistva zvezdnyh oblakov voobshe eshe sovershenno neizvestny. Mozhno dumat', chto, kak pravilo, oni yavlyayutsya konglomeratom razlichnyh skoplenii i associacii, kotorye voznikayut iz kompleksa nezavisimyh gazovo-pylevyh diffuznyh tumannostei i mogut s techeniem vremeni udalyat'sya drug ot druga pod deistviem differencial'nogo galakticheskogo vrasheniya. Primerom takih sistem mozhet sluzhit' uzhe upominavshayasya ranee (sm. § 1.7 i 4.3) Mestnaya sistema goryachih zvezd, okruzhayushaya Solnce. V sostav Mestnoi sistemy vhodyat OV-associacii v Orione, T-associacii v sozvezdiyah Tel'ca, Voznichego, Hameleona, skopleniya Pleyady i α Perseya, associacii Skorpiona - Centavra, ζ Perseya i drugie chetko vyrazhennye gruppirovki zvezd. Dlya nablyudatelya, nahodyashegosya vne nashei Galaktiki, Mestnaya sistema dolzhna predstavlyat'sya sravnitel'no nebol'shim oblakom goryachih zvezd (razmerom okolo 600 - 800 ps), nahodyashimsya v raione odnoi iz spiral'nyh vetvei Galaktiki i sostoyashim iz otdel'nyh sgushenii.
Podobnye sistemy, srednie razmery kotoryh blizki k 600 ps, vse chashe nazyvayutsya teper' zvezdnymi kompleksami (sm., naprimer, Efremov, 1979). Efremov (1976) predlagaet nazyvat' associaciyami bol'shie gruppirovki O - V zvezd, ne pokazyvayushie vidimoi koncentracii zvezd k centru. Odnako svoistva takih gruppirovok eshe ne izucheny, i luchshe nazyvat' ih zvezdnymi oblakami.
Poetomu my predlagaem sleduyushee opredelenie zvezdnyh associacii (Holopov, 1976a, b; 1979), opirayusheesya na izlozhennye vyshe svedeniya o real'nyh svoistvah etih obrazovanii, sohranyayushee istoricheski slozhivshiesya predstavleniya ob ih sostave i svobodnoe ot kakih-libo predvzyatyh gipotez.
Zvezdnye associacii - eto tesno svyazannye s gazovo-pylevymi tumannostyami skopleniya orionovyh peremennyh zvezd spektral'nyh klassov A - M (raznovidnost'yu kotoryh yavlyayutsya peremennye tipa T Tel'ca); esli v sostav etih skoplenii vhodyat zvezdy spektral'nyh klassov O - V, oni nazyvayutsya OV-associaciyami, v protivnom sluchae - T-associaciyami. Diametry ih zaklyucheny v predelah ot neskol'kih parsekov do neskol'kih soten parsekov. Povsyudu v dal'neishem my budem priderzhivat'sya imenno etogo opredeleniya.
V sushnosti, v etom opredelenii podrazumevaetsya, chto zvezdnye associacii - eto samye obychnye zvezdnye skopleniya, tol'ko nahodyashiesya na samoi rannei stadii svoego razvitiya - na stadii formirovaniya iz diffuznogo veshestva. Sovershenno yasno, chto zvezdnye skopleniya ne poyavlyayutsya na svet v gotovom vide, i formiruyushiesya, voznikayushie skopleniya po svoei strukture i fizicheskomu sostavu mogut sushestvenno otlichat'sya ot skoplenii sformirovavshihsya. Oni svyazany s diffuznymi tumannostyami i sostoyat, kak pravilo, iz subskoplenii orionovyh peremennyh, prevrashayushihsya vposledstvii v obychnye zvezdy postoyannogo bleska. Raschety Aarseta i Hilsa (1972), opisannye v § 9.8, pokazyvayut, kakim obrazom sistema subskoplenii mozhet prevratit'sya v obychnoe zvezdnoe skoplenie. Otsutstvie vidimoi koncentracii yarkih zvezd k centram mnogih associacii, otlichayushee poslednie ot uzhe sformirovavshihsya zvezdnyh skoplenii, ob'yasnyaetsya kak nalichiem etih subskoplenii, tak i tem, chto naibolee plotnye chasti etih obrazovanii skryty v nedrah temnyh gazovo-pylevyh oblakov, v kotoryh oni formiruyutsya.
Nachal'nyi gravitacionnyi kollaps sistemy, polnaya energiya kotoroi otricatel'na, usilivaet gravitacionnoe vzaimodeistvie voznikayushih zvezd i privodit k vybrasyvaniyu otdel'nyh zvezd iz associacii. Zvezdnye associacii pri etom ie rasseivayutsya, ostavlyaya posle sebya obychnye zvezdnye skopleniya, a prevrashayutsya v nih.
Sovremennaya bystro razvivayushayasya teoriya gravitacionnoi kondensacii zvezd iz diffuznogo veshestva ob'yasnyaet ne tol'ko strukturnost' voznikayushih zvezdnyh skoplenii i yavleniya vybrasyvaniya iz nih massivnyh zvezd, no i fizicheskii sostav etih sistem, harakterizuemyi vidom diagramm velichina - pokazatel' cveta chlenov associacii.
Kak uzhe otmechalos' (§ 12.2), zvezdy voznikayut v processe gravitacionnogo kollapsa diffuznyh protozvezd (sm., naprimer, Hayashi, 1966; Larson, 1969; 1972). V otlichie ot Hayashi, ispol'zovavshego ryad uproshayushih reshenie predpolozhenii o techenii kollapsa, Larson chislenno reshil polnuyu sistemu differencial'nyh uravnenii, opisyvayushih process kollapsa protozvezdy s pervonachal'no odnorodnym raspredeleniem plotnosti. Okazalos', chto pri etom v diffuznom oblake obrazuetsya ochen' nebol'shoe central'noe yadro, imeyushee zvezdnuyu plotnost', - zarodysh zvezdy, razmery kotorogo uvelichivayutsya po mere vypadeniya na nego veshestva oblaka. Po istechenii 106 let protozvezda, massa kotoroi ravna solnechnoi masse, prevrashaetsya v processe szhatiya v zvezdu s radiusom, ravnym dvum radiusam Solnca, i svetimost'yu, v poltora raza prevyshayushei svetimost' Solnca. Naruzhnye sloi zvezdy ohvacheny konvekciei. Glubina konvektivnoi zony dostigaet poloviny radiusa zvezdy. V dal'neishem zvezda prodolzhaet szhimat'sya do momenta vstupleniya na nachal'nuyu glavnuyu posledovatel'nost', prichem glubina ee konvektivnoi zony umen'shaetsya. Vse zvezdy s massami men'she 1,5 solnechnoi massy imeyut takie zony, s sushestvovaniem kotoryh svyazana nepravil'naya peremennost' bleska zvezdy vo vremya priblizheniya ee k nachal'noi glavnoi posledovatel'nosti (v chastnosti, poyavlenie vspyshek). V otlichie ot teorii Hayashi, raschety Larsona pokazyvayut, chto u zvezd spektral'nyh klassov bolee rannih, chem A5V, s massami, prevyshayushimi dve massy Solnca, konvektivnaya zona voobshe ne obrazuetsya.
Ris. 155. Evolyucionnye treki zvezd s massami, ravnymi 1 i 5 massam Solnca, do vstupleniya ih na nachal'nuyu glavnuyu posledovatel'nost' (Strom i dr., 1975).
Na ris. 161 (Strom i dr., 1975) pokazany evolyucionnye treki dlya zvezd s massami, ravnymi odnoi i pyati solnechnym massam, privodyashie ih na nachal'nuyu glavnuyu posledovatel'nost' (po vychisleniyam Larsona). Oblast', zanyataya podobnymi trekami, sootvetstvuet oblasti nad glavnoi posledovatel'nost'yu, zapolnennoi zvezdami na ris. 159.
Zvezda, voznikayushaya v kollapsiruyushem oblake, ostaetsya skrytoi ot glaz nablyudatelya do teh por, poka opticheskaya tolsha okruzhayushei ee gazovo-pylevoi obolochki prevyshaet 1. Nablyudatel' mozhet obnaruzhit' lish' infrakrasnoe izluchenie ob'ekta. Postepenno opticheskaya tolsha obolochki umen'shaetsya vsledstvie vypadeniya ee veshestva na poverhnost' zvezdy (v sluchae zvezd maloi massy) ili v rezul'tate rasseivaniya ostatkov obolochki vozrosshim luchevym davleniem zvezdy (v sluchae zvezd bol'shoi massy). Po raschetam Larsona (1972), zvezda stanovitsya vidimoi vizual'no tem ran'she, chem men'she ee massa. Tak, u zvezdy s massoi, ravnoi 0,25 solnechnoi, obolochka stanovitsya prozrachnoi cherez 2,8 · 105 let, u zvezd s massoi, ravnoi solnechnoi, - cherez 8,7 · 105 let, u zvezd s massoi, ravnoi dvum massam Solnca, - cherez 1,4 · 106 let. Za eto vremya podobnye zvezdy eshe ne uspevayut prevratit'sya v obychnye zvezdy glavnoi posledovatel'nosti, i, sledovatel'no, my mozhem videt' ih v stadii, predshestvuyushei vstupleniyu na nachal'nuyu glavnuyu posledovatel'nost', - nad glavnoi posledovatel'nost'yu. Imenno takimi ob'ektami yavlyayutsya orionovy peremennye v associaciyah (sm. ris. 159, 163).
Zvezdy, massy kotoryh prevyshayut dve massy Solnca, vstupayut na nachal'nuyu glavnuyu posledovatel'nost', kogda opticheskaya tolsha padayushih na nih ostatkov protozvezdnoi obolochki ostaetsya eshe ochen' bol'shoi. Oni stanovyatsya vidimymi uzhe kak vpolne sformirovavshiesya chleny nachal'noi glavnoi posledovatel'nosti. Poetomu sredi samyh molodyh zvezd spektral'nyh klassov O - V prakticheski net orionovyh peremennyh.
Raschety Larsona predskazyvayut, chto k tomu vremeni, kogda v associacii stanovyatsya vidimymi zvezdy klassov O - V, zvezdy klassov A - M eshe ne uspevayut lech' na nachal'nuyu glavnuyu posledovatel'nost', i na diagramme velichina - pokazatel' cveta chlenov takih associacii dolzhen nablyudat'sya izlom v raione zvezd spektral'nogo klassa A0. I on deistvitel'no nablyudaetsya (sm. ris. 159).
Ris. 162. T-associacii v sozvezdii Tel'ca. Chernye kruzhki -
naibolee yarkie zvezdy fona; krestiki - orionovy peremennye; preryvistymi liniyami ochercheny temnye tumannosti, sploshnymi liniyami - globuly.
Na ris. 162 pokazany ochertaniya nekotoryh iz temnyh oblakov v sozvezdiyah Tel'ca - Voznichego, izobrazhennye v Atlase temnyh tumannostei, sostavlennom Barnardom (1927). Obrashaet na sebya vnimanie cepochka osobenno plotnyh temnyh tumannostei, raspolozhennyh v dlinnom temnom kanale, prostirayushemsya ot zapadnogo oblaka V 211 k vostochnomu oblaku V 19. Eto globuly. Oni eshe ne obosobilis' drug ot druga. Yuzhnee vidna vtoraya cepochka globul. Kompleks etih oblakov nahoditsya na rasstoyanii 140 ± 20 ps ot Solnca (Elias, 1978). Na etom rasstoyanii otrezok, ravnyi 10 ps, viden pod uglom 4°; ,1.
V raione temnyh oblakov na ris. 162 vidny gruppy ori-onovyh peremennyh, izobrazhennyh krestikami. Eto T-associacii. Sprava - associaciya T1 Tau, sleva T3 Tau (Holopov, 1970). Pogloshenie sveta AV dazhe na periferii etih oblakov dostigaet 10 - 20m (Elias, 1978). Eto oznachaet, chto orionovy peremennye, nablyudaemye zdes' nami, raspolozheny v osnovnom v naruzhnyh raionah oblakov.
Ris. 163. Diagramma V, V - V chlenov T-associacii v sozvezdii Tel'ca. Chertochkami soedineny polozheniya, zanimaemye odnoi i toi zhe peremennoi v raznoe vremya. Preryvistaya liniya - nachal'naya glavnaya posledovatel'nost'.
Na ris. 163 pokazana diagramma V, V - V chlenov etih associacii, postroennaya po dannym Smaka (1964) i Varsavskogo (1960). V etih associaciyah ne vidno yarkih goryachih zvezd. Nablyudaemye v nih peremennye otnosyatsya k zvezdam spektral'nyh klassov G - M. Otsutstvie v associaciyah T1 i T3 Tai orionovyh peremennyh spektral'nyh klassov A - F pozvolilo Kuhi (1974), ispol'zuya privedennye vyshe ocenki vremeni poyavleniya v associaciyah molodyh zvezd raznyh mass (pri odnovremennom ih obrazovanii), ocenit' vozrast etih associacii, blizkii k 8 · 105 let.
Mozhno dumat', chto mnogie T-associacii yavlyayutsya rannei stadiei razvitiya OV-associacii. Esli v nih soderzhatsya eshe ne uspevshie sdelat'sya vidimymi zvezdy spektral'nyh klassov O - V, pogloshenie sveta v okoloziezdnyh obolochkah kotoryh po imeyushimsya ocenkam mozhet dostigat' 20 - 40 zvezdnyh velichin, to posle poyavleniya etih zvezd takie T-associacii dolzhny prevrashat'sya v 0V-associacii, a sootvetstvuyushie im diagrammy V, V - V, podobnye izobrazhennoi na ris. 163, dolzhny prevrashat'sya v diagrammy, izobrazhennye na ris. 159.
Ob etoi vozmozhnosti svidetel'stvuyut nedavnie otkrytiya v ryade temnyh tumannostei kompaktnyh oblastei N II i infrakrasnyh istochnikov izlucheniya, yavlyayushihsya indikatorami nevidimyh poka zvezd rannih spektral'nyh klassov (Allen, Penston, 1975; Strom i dr., 1975). V odnoi iz blizhaishih k Solncu T-associacii T1 Sco, nahodyasheisya v temnoi tumannosti, svyazannoi s ρ Oph, obnaruzheno okolo 20 zvezd spektral'nyh klassov V - A0 (Ridgren i dr., 1976). Uzhe seichas Elias (1978) podozrevaet vozmozhnost' nalichiya v T1 Tai zvezdy klassa Ae (svyazannoi s tumannost'yu IC 359), a v T3 Tau - zvezdy klassa V5 (osveshayushei tumannost' IC 2087).
Kak tol'ko stanovyatsya prozrachnymi okolozvezdnye obolochki, okruzhayushie odnu ili neskol'ko iz voznikshih i ostayushihsya v sisteme massivnyh zvezd spektral'nyh klassov O - V0, izluchenie etih zvezd ionizuet vodorod v ih okrestnostyah i prekrashaet process zvezdoobrazovaniya v etom raione. Ionizovannyi goryachii gaz nachinaet rasshiryat'sya i razgonyat' svoim davleniem okruzhayushie skoplenie massy neitral'nogo vodoroda, svyazannogo s ostatkami pylevyh tumannostei. Voznikshee skoplenie kak by sbrasyvaet s sebya nepronicaemuyu zavesu, okutyvavshuyu ego v processe rozhdeniya, i stanovitsya vidimym. V etoi stadii evolyucii nahoditsya takaya sistema, kak associaciya Orion I, soderzhashaya tumannost' Oriona i okruzhennaya rasshiryayusheisya tumannost'yu, nazyvaemoi Petlei Barnarda.
Iz vseh dinamicheskih kriteriev, predlagavshihsya dlya suzhdeniya o nedavnem vozniknovenii zvezdnyh associacii, v nastoyashee vremya sohranyaet silu tol'ko kriterii vozmozhnoi neustoichivosti nablyudaemyh v associaciyah cepochek, komponentami kotoryh yavlyayutsya libo globuly, libo pekulyarnye tumannye ob'ekty, nazyvaemye ob'ektami Herbiga - Aro, libo celye subskopleniya zvezd, podobnye komponentam skopleniya Mech Oriona. Vozniknovenie podobnyh cepochek - fundamental'naya osobennost' processa zvezdoobrazovaniya. Struktura ochen' molodyh skoplenii otrazhaet ne uspevshie sgladit'sya sledy tol'ko chto zakonchivshihsya processov.
K severu ot Mecha Oriona, na granice Petli Barnarda, raspolozhena cepochka sverhgigantov - Poyas Oriona, sostoyashaya iz treh zvezd - δ, ε i ζ Oriona (spektral'nyh klassov O9,5 III, V0 Ia i O9,5 I). Esli ona ne yavlyaetsya obosoblennoi sistemoi, a svyazana s sistemoi Mech Oriona i v dal'neishem sohranit etu svyaz', to skoplenie, v kotoroe prevratitsya associaciya Orion I, budet pohozhe na skoplenie χ i h Perseya, diagramma V, V - V chlenov kotorogo shematicheski izobrazhena na ris. 165 (s. 432).
Temnye globuly, nablyudaemye v raione T-associacii v sozvezdii Tel'ca i v drugih associaciyah, mogut yavlyat'sya rodonachal'nikami ochen' massivnyh goryachih zvezd. Razmery ih shodny s razmerami modelei protozvezd, vytekayushimi iz raschetov Larsona. Ris. 162 pokazyvaet, chto radiusy globul, vidimyh v etom raione, blizki k 0,3 ps. Nachal'nyi radius protozvezdnogo oblaka s massoi, ravnoi desyati solnechnym, po raschetam Larsona raven 0,3 ps. Ne proizoshla li cepochka sverhgigantov, obrazuyushaya Poyas Oriona, iz cepochki globul, podobnoi tem, kotorye nablyudayutsya seichas v raione T-associacii v sozvezdii Tel'ca?
S vostoka k associacii Orion I primykaet ogromnaya temnaya tumannost' so znamenitym vystupom, nazyvaemym Konskoi golovoi. V etoi tumannosti, po-vidimomu, vskore dolzhen vspyhnut' process zvezdoobrazovaniya, kotoryi postepenno rasprostranyaetsya ot odnoi oblasti gigantskih molekulyarnyh oblakov k drugoi.
Harakter zvezdnogo skopleniya, v kotoroe prevrashaetsya ta ili inaya associaciya, zavisit ot polnoi massy associacii.
Dolgo schitalos', chto sharovye skopleniya voznikali lish' na rannei stadii sushestvovaniya Galaktiki. Odnako v Magellanovyh Oblakah sosushestvuyut i molodye i starye sharovye skopleniya. Mogut sosushestvovat' oni i v nashei Galaktike. V Magellanovyh Oblakah my vidim ih izvne, togda kak v nashei sisteme oni mogut byt' skryty ot nas oblakami pogloshayushei svet sredy, koncentriruyusheisya k galakticheskoi ploskosti, v raione kotoroi v nastoyashee vremya idet process zvezdoobrazovaniya. Sravnitel'no nedavno bylo obnaruzheno, chto odna iz OV-associacii nashei Galaktiki (Lebed' II), kotoraya, kak kazalos', sostoyala iz desyatka zvezd rannih spektral'nyh klassov, associirovannyh s oblast'yu sil'neishego poglosheniya, v deistvitel'nosti soderzhit svyshe 300 takih zvezd i svyshe 3000 bolee slabyh zvezd. Massa etoi gruppirovki sostavlyaet po men'shei mere neskol'ko desyatkov tysyach solnechnyh mass. Issledovavshie etu sistemu Reddish i dr. (1966) polagayut, chto ona mozhet rassmatrivat'sya kak ochen' molodoe sharovoe skoplenie, podobnoe golubym sharovym skopleniyam Magellanovyh Oblakov.
Budushaya sud'ba treh T-associacii v sozvezdiyah Tel'ca - Voznichego ne yasna. Sol'yutsya li dve ili tri iz nih, raspolozhennye poblizosti drug ot druga, v odno skoplenie, podobnoe Pleyadam, ili kazhdaya prevratitsya v malo massivnoe skoplenie, podobnoe skopleniyu v Volosah Veroniki ili Bol'shoi Medvedicy?
V sootvetstvii s nachal'noi funkciei svetimosti, v etih associaciyah pri nebol'shom chisle chlenov nizkoi svetimosti mozhet i ne poyavit'sya skol'ko-nibud' zametnogo chisla massivnyh zvezd rannih spektral'nyh klassov. Takie T-associacii, po-vidimomu, i ne budut prevrashat'sya v OV-associacii pri svoem perehode v sformirovavshiesya zvezdnye skopleniya. Oni mogut dazhe raspast'sya, esli podvergnutsya vliyaniyu sil'nyh prilivnyh vozmushenii so storony massivnyh skoplenii i molekulyarnyh oblakov, kotorye budut prohodit' mimo nih.
Rezyumiruya, mozhno povtorit', chto vse T-associacii i mnogie iz tak nazyvaemyh OV-associacii - eto voznikayushie zvezdnye skopleniya, harakter i sud'ba kotoryh zavisyat ot ih massy i ot teh vozmushenii, kotorye budut vozdeistvovat' na nih v techenie ih zhizni.
<< 12.2 Zvezdnye associacii v drugih galaktikah | Oglavlenie | 12.4 Evolyuciya zvezdnyh skoplenii >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
zvezdy - Skoplenie
Publikacii so slovami: zvezdy - Skoplenie | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
