Наблюдая за ночным небом, можно без телескопа разглядеть Плеяды и Гиады — яркие звездные скопления в созвездии Тельца. Но помимо своей зрительной доступности, они представляют особый интерес для ученых, изучающих, как звезды образуются и распадаются со временем.
Три звездных скопления — скопление туманности Ориона (ONC), Плеяды и Гиады — представляют собой три этапа жизни рассеянных скоплений. Новое исследование, выполненное иранскими и немецкими астрономами, показало, что все они могли происходить из общего типа предшественника.
ONC — самое молодое из тройки. Оно сформировалось около 2,5 миллионов лет назад и до сих пор скрыто в облаках пыли и газа, что затрудняет точный подсчет звезд. По оценкам, в нем от 2800 до 10 000 звезд. Это плотное и еще «сырое» скопление активно продолжает формировать звезды.
Плеяды старше — им около 100 миллионов лет. Там насчитывается чуть более тысячи звезд, 14 из которых ярко выделяются на небе. Они уже равномерно распределены, а само скопление утратило большую часть исходного газа.
Гиады — наиболее зрелое из трех. Примерно 700 миллионов лет назад оно выглядело плотным и компактным, как ONC. Сегодня же оно состоит всего из 400 звезд, треть из которых уже покидает скопление. Остальные распределены гораздо шире.
Астрономы использовали численное моделирование, чтобы выяснить, как из плотного молодого скопления может со временем образоваться разреженное скопление, подобное Гиадам. По расчетам, ONC начиналось с 4000–5000 звезд, но через 100 миллионов лет сохранило только половину. Еще через 700 миллионов лет осталось менее 10% от начального состава.
Процесс старения связан с несколькими факторами. В первую очередь — с выбросом остаточного газа после формирования звезд. Этот выброс провоцируют излучение и звездные ветры массивных звезд. Также играет роль гравитационное воздействие Млечного Пути. По мере старения скопления теряют массу, а их звезды постепенно выходят из общей гравитационной системы.
Исследование показало, что Плеяды примерно на 100 млн лет «старше» ONC, а Гиады — на 600 млн лет старше Плеяд. Кроме того, модели подтверждают, что все три скопления могли эволюционировать по одной схеме, теряя большую часть массы и переходя от компактной формы к рассеянной.
Для моделирования ученые использовали данные о массе, радиусе и распределении звезд. Особое внимание уделили двойным звездам и эффекту сегрегации масс, когда тяжелые звезды собираются в центре, а легкие — по краям.
Полученные результаты дают возможность по-новому взглянуть на процессы звездообразования и эволюции скоплений. Они также подчеркивают, насколько тесно внутренние свойства скопления связаны с внешними факторами — в том числе с гравитационным влиянием галактики.
Наблюдая за Плеядами или Гиадами с Земли, мы фактически смотрим на разные главы одной и той же истории — истории рассеянных звездных скоплений, которые появляются, развиваются и в конце концов исчезают.