خوشه های ستاره ای کهکشان ها نجوم عمومی خوشه های ستاره ای و انجمن ها

در مورد نجوم

سال تحصیلی 2013 – 2014 جی.

(مرحله شهرداری)
کلاس 7-8

1. 
   خوشه ستاره ای کروی, کهکشان, انجمن ستاره, صورت فلکی, پراکنده شده استخوشه ستاره ای. موارد موجود در این لیست را خط بزنید و پاسخ خود را توضیح دهید.

1. 
   فضانوردان روی ماه زمین را رصد می کنند. طول یک روز روی زمین برای آنها چگونه به نظر می رسد؟

1. 
   3∙10 11 ستاره در کهکشان ما وجود دارد. اگر همه این ستاره ها به طور مساوی در اطراف کهکشان توزیع شده باشند، پس فاصله دو ستاره همسایه چقدر خواهد بود؟ شعاع کهکشان ما آر = 50000 سال نوری

1. 
   انفجار شهاب سنگ تونگوسکا در افق شهر کیرنسک (روی رودخانه لنا) در فاصله 350 کیلومتری از محل انفجار مشاهده شد. تعیین کنید که انفجار در چه ارتفاعی رخ داده است. (شکست اتمسفر را در نظر نگیرید).

1. 
   در چه ارتفاعی از سطح زمین نیروی گرانش نصف سطح آن خواهد بود؟ شعاع زمین را محاسبه کنید آر= 6370 کیلومتر.

1. 
   یک تلسکوپ فضایی نسبت به تلسکوپ زمینی با همان قطر قادر به تشخیص ستاره های بسیار کم نورتر است. چرا؟

المپیاد تمام روسیه برای دانش آموزان

در مورد نجوم

سال تحصیلی 2013 – 2014 جی.

(مرحله شهرداری)
کلاس نهم

1. 
   مشخص است که یک فوتون (کوانتوم، یعنی ذره ای از نور)، که در مرکز خورشید پدید می آید، 30 میلیون سال پس از تولد به سطح خود می رسد. میانگین سرعت حرکت یک فوتون از مرکز خورشید به سطح را تخمین بزنید اگر بدانیم شعاع خورشید تقریباً 200 برابر کمتر از فاصله خورشید تا زمین است و فوتون فاصله از خورشید را پوشش می دهد. سطح خورشید تا زمین در 500 ثانیه

1. 
   موشک با شتاب ثابت g=9.8 m/s 2 به صورت عمودی از زمین دور می شود. وزن اجسام در موشک با دور شدن از زمین چگونه تغییر می کند؟

1. 
   میانگین فاصله بین مراکز زمین و ماه 60 شعاع زمین و جرم زمین 81 برابر جرم ماه است. در چه فاصله ای از ماه در قسمتی که مراکز زمین و ماه را به هم متصل می کند، نقطه ای است که جسم با نیروی مساوی توسط آنها جذب می شود؟

1. 
   3∙10 11 ستاره در کهکشان ما وجود دارد. اگر همه این ستاره ها به طور مساوی در اطراف کهکشان توزیع شده باشند، پس فاصله دو ستاره همسایه چقدر خواهد بود؟ شعاع کهکشان ما آر = 50000 سال نوری

1. 
   در طول جنگ جهانی دوم، رادارهای پدافند هوایی بریتانیا اغلب در صبح هشدارهای کاذب صادر می کردند. آنها فکر می کردند دقیقاً هواپیماهای آلمانی چیست و چرا؟

وظایف

المپیاد تمام روسیه برای دانش آموزان

در مورد نجوم

سال تحصیلی 2013 – 2014 جی.

(مرحله شهرداری)
پایه 10

1. 
   سرس، کالیستو، آیدا، گاسپرا، وستا. موارد غیر ضروری را در این لیست مشخص کنید و انتخاب خود را توجیه کنید.

1. 
   جرم موشک مبا روشن شدن موتور، بدون حرکت بر روی زمین شناور شد. سرعت گازهای خارج شده از موشک برابر است با تو. قدرت موتور چقدر است ن?

1. 
   یک ستاره شناس آماتور ادعا کرد که یک بار، در حالی که در نیمه شب از طریق یک تلسکوپ با میدان دید وسیع، "رژه سیارات" را تماشا می کرد، همه سیارات منظومه شمسی را به یکباره دید. آیا امکان دارد؟ پاسخت رو توجیه کن.

1. 
   فرضیه ای وجود دارد که بر اساس آن، ماه از موادی که در اثر سقوط یک شهاب سنگ از زمین به بیرون پرتاب شده است، تشکیل شده و در محل کنده شدن ماه، اقیانوس آرام تشکیل شده است. این فرضیه را تایید یا رد کنید و در نظر داشته باشید که قطر ماه حدود چهار برابر کوچکتر از قطر زمین است.

1. 
   ایستگاه فضایی (KS) در ارتفاع 250 کیلومتری به دور زمین می چرخد. آیا فضانوردی از این ایستگاه می تواند با استفاده از فرستنده ای با توان کافی در فرکانس 150 مگاهرتز در لحظه ای که ایستگاه بر فراز پاریس پرواز می کند، مستقیماً با مرکز کنترل مأموریت مسکو ارتباط برقرار کند؟ مسکو تا پاریس 2500 کیلومتر. شعاع زمین 6370 کیلومتر است.

وظایف

المپیاد تمام روسیه برای دانش آموزان

در مورد نجوم

سال تحصیلی 2013 – 2014 جی.

(مرحله شهرداری)
درجه 11

1. 
   ترازو، چشم گربه، ساعت شنی، روزت، حلزون. موارد غیر ضروری را در این لیست مشخص کنید و انتخاب خود را توجیه کنید.

1. 
   هنگام رصد با تلسکوپ با فاصله کانونی 2.5 متر، از ماتریس CCD با اندازه 1024 × 1024 پیکسل استفاده می شود. اگر ماتریس تصویری از یک منطقه آسمان با ابعاد زاویه ای 20×20' تولید کند، اندازه یک پیکسل را بیابید.

1. 
   سه ستاره با جرم برابر با جرم خورشید در راس مثلث متساوی الاضلاع با ضلع 1 AU قرار دارند. سرعت ستارگان چقدر باید باشد تا موقعیت نسبی آنها در طول زمان تغییر نکند؟

1. 
   طول سایه ای که در ظهر توسط یک تیر تلگراف که به صورت عمودی بر روی شیبی رو به جنوب نصب می شود، برابر با ارتفاع این قطب است. اگر زاویه شیب شیب به افق α باشد ارتفاع خورشید را تعیین کنید.

1. 
   حداکثر فاصله ای که خورشید از آن با چشم غیر مسلح دیده می شود را محاسبه کنید.

1. 
   قطر ستاره قرمز 2 برابر بزرگتر از همسایه آبی خود در سیستم دوتایی است. کدام ستاره انرژی بیشتری ساطع می کند؟ چند بار تخمین بزنید. پاسخ خود را توضیح دهید.

کاوش کنید خوشه های ستاره ایجهان: توضیحات، طبقه بندی، انواع پراکنده و کروی با عکس و فیلم، فهرست خوشه ها، سن، فهرست مسیه، تخریب.

- گروهی از ستارگان با منشاء مشترک و اتصال گرانشی برای مدت زمان معین. آنها ابزار مفیدی برای ستاره شناسان برای مطالعه و مدل سازی تکامل ستاره ها هستند. دو نوع اصلی از خوشه های ستاره ای وجود دارد: خوشه های باز (باز) و خوشه های کروی. در ویدیویی جالب با خوشه های ستاره ای کهکشان بیشتر آشنا شوید.

ستاره شناس الکسی راستورگوف در مورد نقش گرانش در جهان، خوشه های باز و کروی و مطالعه تاریخچه کهکشان ها:

انواع خوشه های ستاره ای

به این دلیل نامیده می شود که ستارگان فردی را می توان به راحتی حل کرد. به عنوان مثال، Pleiades و Hyades به قدری نزدیک هستند که می توان تک ستاره ها را بدون هیچ مشکلی با چشم غیر مسلح دید. گاهی اوقات آنها را خوشه های کهکشانی می نامند زیرا در بازوهای مارپیچی غبارآلود قرار دارند. ستارگان در یک خوشه باز منشا مشترکی دارند (آنها از همان ابر مولکولی اولیه تشکیل شده اند). به طور معمول، یک خوشه حاوی چند صد ستاره است (می تواند به چندین هزار برسد).

ستارگان توسط گرانش محدود شده اند، اما کاملاً ضعیف هستند. این خوشه به دور کهکشان می چرخد ​​و در مرحله نهایی به دلیل تماس گرانشی با اجرام قوی تر، از بین می رود. اعتقاد بر این است که خورشید در یک خوشه باز ظاهر شده است که اکنون دیگر وجود ندارد. بنابراین، اینها همیشه اشیاء جوان هستند. سحابی هنوز در Pleiades قابل مشاهده است و به شکل گیری اخیر اشاره دارد.

خوشه های باز پر از ستاره های جمعیت I هستند - جوان و با سطح بالایی از فلز. عرض از 2 تا 20 پارسک متغیر است.

باز کردن خوشه های ستاره ای کاتالوگ مسیه

دیگر خوشه های ستاره ای باز معروف

خوشه های کرویکهکشان ها شامل چند هزار تا یک میلیون ستاره هستند که در یک سیستم گرانشی کروی قرار دارند. آنها در هاله ای قرار دارند و نشان دهنده باستانی ترین ستارگان - جمعیت II (توسعه یافته، اما فلزی کم) هستند. خوشه ها آنقدر قدیمی هستند که هر ستاره ای (بالاتر از کلاس G یا F) قبلاً از دنباله اصلی عبور کرده است. غبار و گاز کمی در یک خوشه کروی وجود دارد زیرا ستاره های جدید در آنجا تشکیل نمی شوند. چگالی در مناطق داخلی بسیار بیشتر از مناطق نزدیک به خورشید است.

در خوشه های کروی، ستارگان نیز منشأ مشترکی دارند. اما این نوع اجسام را با نیروی جاذبه محکم نگه می دارد (ستاره ها پراکنده نمی شوند). تقریباً 200 خوشه کروی در کهکشان راه شیری وجود دارد. در میان آنها می توان 47 توکانا، M4 و امگا قنطورس را به یاد آورد. اگرچه پیشنهاداتی در مورد دومی وجود دارد که می تواند یک کهکشان کروی کوتوله باشد.

خوشه های کروی

ستاره شناس ولادیمیر سوردین در مورد انواع خوشه های ستاره ای، هسته کهکشانی و حیات در سیارات خوشه های کروی:

خوشه های ستاره ای کروی کاتالوگ مسیه

دیگر خوشه های ستاره ای کروی معروف

عصر خوشه های ستاره ای

خوشه های ستاره ای برای ستاره شناسان بسیار ارزشمند هستند زیرا می توان از آنها برای تعیین سن یک ستاره و ردیابی تکامل آن استفاده کرد.

ستارگان در خوشه های باز منشأ واحدی دارند، بنابراین سطوح فلزی بودن آنها همگرا می شود، به این معنی که همه اعضا مراحل تکاملی یکسانی را پشت سر خواهند گذاشت. علاوه بر این، آنها در یک فاصله قرار دارند که به شما امکان نمایش مقدار مطلق را نیز می دهد. اگر ستارگان درخشانی را می بینید که برجسته هستند، آنها بسیار درخشان تر از همسایگان کم نورتر خود هستند.

با این اطلاعات، دانشمندان نمودارهای دیجیتالی برای خوشه ها ایجاد می کنند. آنها مقدار ظاهری V را در محور عمودی نسبت به شاخص دیجیتال B - V به صورت افقی نشان می دهند. با استفاده از اختلاف منظر طیفی، نمودار را می توان برای بدست آوردن یک مقدار مطلق کالیبره کرد.

اگر نمودارهایی برای آنها بسازیم، نمودار پایین را دریافت می کنیم. از آنجایی که آنها در فواصل مختلف هستند، به مقادیر مطلق کالیبره می شود.

یک مقیاس جدید در محور عمودی سمت راست قابل مشاهده است. "سال" سن خوشه است. جفت در پرسئوس آنقدر جوان هستند که بیشتر ستارگان در مرحله سکانس اصلی هستند. Pleiades کمی قدیمی تر هستند و ستاره های بالاتر از شاخص رنگ 0 (کلاس طیفی A0) ندارند. اجسام عظیم‌تر از قبل به شاخه‌های غول‌پیکر رفته‌اند. M67 ستاره داغتر از شاخص رنگ 0.4 ندارد. مهمترین نقطه نقطه عطف در نمودار است که در آن خوشه دنباله اصلی را خاموش می کند. هر چه دنباله اصلی پایین تر باشد، خوشه قدیمی تر است.

کروی ها معمولاً بسیار قدیمی تر از کروی های باز هستند، بنابراین قدر رنگی در نمودار ستارگان توسعه یافته تری را نشان می دهد. آنها همچنین فاقد اجسام با جرم زیاد هستند. این نکته در زیر با استفاده از مثال M55 نشان داده شده است.

گروهی از ستاره های دنباله اصلی داغ بالای نقطه خاموشی در اینجا قابل مشاهده است. به آنها می گویند غرق آبی. دانشمندان بر این باورند که به دلیل چگالی بالای ستاره ای در خوشه های کروی، برخی از آنها قادر به ادغام هستند. جرم ترکیبی ستاره را داغ تر و درخشان تر از جرم ستاره ای اصلی می کند. خوشه های ستاره ای سازه های ابدی نیستند و نابود می شوند. این فرآیند را در ویدیو یاد بگیرید. همچنین از یک نقشه ستاره آنلاین برای پیدا کردن خوشه ها استفاده کنید. اگر نمی توانید تلسکوپ بخرید، از صفحه ما با مدل مجازی کهکشان راه شیری دیدن کنید یا به عکس هایی از لیست خوشه ها نگاه کنید.

فروپاشی خوشه های ستاره ای

ستاره شناس الکسی راستورگویف در مورد دینامیک ستارگان، طول عمر خوشه های ستاره ای و پتانسیل گرانشی کهکشان ما

نجوم عمومی خوشه های ستاره ای و انجمن ها

بر اساس داده های مدرن، حداقل 70 درصد از ستارگان کهکشان بخشی از سیستم های دوتایی و چندگانه هستند و ستارگان منفرد (مانند خورشید ما) نسبتاً استثنایی از این قاعده هستند. اما اغلب ستارگان در "مجموعه های" متعدد - خوشه های ستاره ای جمع می شوند. خوشه ستاره ای گروهی از ستارگان است که در فضای نزدیک به یکدیگر قرار گرفته اند و با یک مبدأ مشترک و گرانش متقابل به هم متصل شده اند. تمام ستارگان موجود در این خوشه در فاصله یکسانی از ما (تا اندازه خوشه) قرار دارند و تقریباً سن و ترکیب شیمیایی یکسانی دارند، اما در همان زمان در مراحل مختلف تکامل هستند (تعیین شده توسط جرم اولیه). از هر ستاره)، که آنها را به جسمی مناسب برای آزمایش نظریه‌های منشأ و تکامل ستارگان تبدیل می‌کند. دو نوع خوشه ستاره ای وجود دارد: کروی و باز. در ابتدا، این تقسیم بندی بر اساس ظاهر پذیرفته شد، اما با مطالعه بیشتر مشخص شد که خوشه های کروی و باز به معنای واقعی کلمه در همه چیز - از نظر سن، ترکیب ستاره، ماهیت حرکت و غیره، مشابه نیستند.

خوشه های ستاره ای کرویشامل ده ها هزار تا میلیون ها ستاره است. این نوع خوشه با یک شکل کروی منظم یا تا حدودی اریب مشخص می شود (که ظاهراً نشانه چرخش محوری خوشه است). اما خوشه‌های فقیر از ستاره نیز شناخته شده‌اند که از نظر ظاهری از خوشه‌های پراکنده (مثلاً NGC 5053) قابل تشخیص نیستند و بر اساس ویژگی‌های مشخصه نمودار طیف-درخشندگی به‌عنوان کروی طبقه‌بندی می‌شوند. به دو درخشان‌ترین خوشه‌های کروی، نام‌های امگا قنطورس (NGC 5139) و 47 Tucanae (NGC 104) به عنوان ستاره‌های معمولی داده می‌شود، زیرا به دلیل درخشندگی ظاهری قابل توجه آنها (به ترتیب +3. m 6 و +4. m 1) آنها به وضوح با چشم غیر مسلح قابل مشاهده هستند، اما فقط در کشورهای جنوبی. و در عرض های جغرافیایی میانی نیمکره شمالی، تنها دو مورد با چشم غیر مسلح قابل دسترسی هستند، البته به سختی (حتی برای یک آسمان تاریک و بدون نور)، در صورت فلکی قوس (M22) و هرکول (M13).

امگا قنطورس یکی از درخشان ترین ها در قدر مطلق است، زیرا 10- است. متر مربع، در حالی که یکی از ضعیف ترین ها (NGC 6366) فقط -5 دارد. متر قطر خطی خوشه های کروی به طور کلی از 15 تا 200 عدد متغیر است، در حالی که غلظت ستارگان در مناطق مرکزی آنها به هزاران و ده ها هزار در هر 1 عدد 3 می رسد (در مجاورت خورشید - فقط 0.13 ستاره در هر 1 عدد 3). ابعاد ظاهری زاویه ای هم به قطر خطی و هم به فاصله تا خوشه بستگی دارد و بنابراین به شدت متفاوت است. بزرگترین آنها دوباره امگا قنطورس است (54 اینچ - بیش از یک و نیم برابر قطر ظاهری ماه!) و از آنهایی که در عرضهای جغرافیایی میانی نیمکره شمالی قابل مشاهده است - M4 در Scorpius (34)، و علاوه بر این، یکی از نزدیکترین ها، تا آن 2 کیلو بر ثانیه است) و M22 قبلاً ذکر شده در کمان (32 اینچ) است. کوچکترین آنها اندازه زاویه ای ظاهری در حدود 1 اینچ دارند.

در حال حاضر حدود 150 خوشه کروی شناخته شده در کهکشان وجود دارد، اما بدیهی است که این تنها بخش کوچکی از خوشه هایی است که در واقع وجود دارند (تعداد کل آنها حدود 400-600 تخمین زده می شود). توزیع آنها در سراسر کره آسمانی ناهموار است - آنها به شدت به سمت مرکز کهکشانی متمرکز شده اند و هاله ای گسترده را در اطراف آن تشکیل می دهند. حدود نیمی از آنها در فاصله 30 درجه ای از مرکز مرئی کهکشان (در قوس) قرار دارند. در منطقه ای که مساحت آن تنها 6 درصد از کل مساحت کره آسمانی است. این توزیع نتیجه ویژگی های چرخش خوشه های کروی در اطراف مرکز کهکشان است، مشخصه اجرام زیر سیستم کروی - در مدارهای بسیار کشیده. یک بار در هر دوره (10 8 - 10 9 سال)، یک خوشه کروی از مناطق مرکزی متراکم کهکشان و قرص آن عبور می کند، که به "خروج" گاز بین ستاره ای از خوشه کمک می کند (مشاهدات تأیید می کند که وجود بسیار کمی وجود دارد. گاز در این خوشه ها). برخی از خوشه های کروی آنقدر از مرکز کهکشان فاصله دارند (NGC 2419 - 100 kpc) که می توان آنها را به عنوان بین کهکشانی طبقه بندی کرد.

نمودار طیف-درخشندگی برای خوشه های کروی به دلیل عدم وجود ستارگان پرجرم در شاخه دنباله اصلی شکل مشخصی دارد. این نشان دهنده سن قابل توجهی از خوشه های کروی است (10-12 میلیارد سال، یعنی همزمان با شکل گیری خود کهکشان تشکیل شده اند) - در این مدت، ذخایر هیدروژن در ستارگان با جرم نزدیک به خورشید تمام می شود، و آنها دنباله اصلی را ترک می کنند (و هر چه جرم اولیه ستاره بیشتر باشد، سریعتر است) و شاخه ای از زیرغول ها و غول ها را تشکیل می دهند. بنابراین، در خوشه های کروی، درخشان ترین ستاره ها غول های قرمز هستند. علاوه بر این، ستارگان متغیر در آنها مشاهده می شود (به ویژه اغلب از نوع RR Lyrae)، و همچنین محصولات نهایی تکامل ستارگان پرجرم (کوتوله های سفید، ستاره های نوترونی و سیاهچاله های موجود در سیستم های دوتایی نزدیک با یک ستاره معمولی) ، خود را در قالب منابع اشعه ایکس از انواع مختلف نشان می دهند. اما به طور کلی، ستاره های دوتایی در خوشه های کروی نادر هستند. لازم به ذکر است که در کهکشان های دیگر (مثلاً در ابرهای ماژلانی) خوشه های کروی که از نظر ظاهری معمولی هستند، اما با ترکیب ستاره ای با سن کم یافت شده اند و بنابراین چنین اجرامی را خوشه های کروی جوان می دانند. یکی دیگر از ویژگی های خوشه های کروی کاهش محتوای عناصر سنگین (سنگین تر از هلیوم) در اتمسفر ستاره های تشکیل دهنده آنها است. در مقایسه با محتوای آنها در خورشید، ستارگان خوشه های کروی در این عناصر 5-10 برابر و در برخی از خوشه ها تا 200 برابر کاهش می یابند. این ویژگی مشخصه اجرام در جزء کروی کهکشان است و همچنین با سن بزرگ خوشه ها مرتبط است - ستارگان آنها از گاز اولیه تشکیل شده اند، در حالی که خورشید بسیار دیرتر تشکیل شده است و حاوی عناصر سنگینی است که توسط ستارگان قبلاً تکامل یافته تشکیل شده اند.

باز کردن خوشه های ستاره ایحاوی ستاره های نسبتاً کمی است - از چند ده تا چندین هزار، و، به عنوان یک قاعده، در اینجا هیچ شکل منظمی وجود ندارد. معروف ترین خوشه باز، Pleiades است که در صورت فلکی ثور قابل مشاهده است. در همین صورت فلکی یک خوشه دیگر - Hyades - گروهی از ستاره های کم نور در اطراف Aldebaran درخشان قرار دارد.

حدود 1200 خوشه ستاره باز شناخته شده وجود دارد، اما اعتقاد بر این است که تعداد زیادی از آنها در کهکشان وجود دارد (حدود 20 هزار). آنها همچنین به طور نابرابر در سراسر کره آسمانی توزیع شده اند، اما، بر خلاف خوشه های کروی، آنها به شدت به سمت صفحه کهکشان متمرکز هستند، بنابراین تقریباً همه خوشه های این نوع در نزدیکی کهکشان راه شیری قابل مشاهده هستند و معمولاً بیش از 2 کیلو بر ثانیه از آن فاصله ندارند. خورشید. این واقعیت توضیح می دهد که چرا چنین نسبت کوچکی از تعداد کل خوشه ها مشاهده می شود - بسیاری از آنها بسیار دور هستند و در پس زمینه چگالی ستاره ای بالای کهکشان راه شیری گم شده اند یا توسط ابرهای گاز و غبار جذب کننده نور پنهان شده اند. ، همچنین در صفحه کهکشانی متمرکز شده است. مانند دیگر اجرام موجود در قرص کهکشانی، خوشه‌های باز در مدارهای تقریباً دایره‌ای به دور مرکز کهکشان می‌چرخند. قطر خوشه های باز از 1.5 تا 15 تا 20 عدد و غلظت ستارگان از 1 تا 80 عدد در هر 1 عدد 3 متغیر است. به عنوان یک قاعده، خوشه ها از یک هسته نسبتا متراکم و یک تاج کم تر تشکیل شده اند. در میان خوشه‌های باز، خوشه‌های دوتایی (مانند چی و آل پرسئوس) و چندگانه شناخته می‌شوند، یعنی. گروه هایی که با مجاورت فضایی و حرکات مناسب و سرعت شعاعی مشابه مشخص می شوند.

تفاوت اصلی بین خوشه های باز و خوشه های کروی، تنوع زیاد نمودارهای طیف-درخشندگی در اولی است که به دلیل تفاوت در سن آنها ایجاد می شود. جوانترین خوشه ها حدود 1 میلیون سال سن دارند، قدیمی ترین آنها 5-10 میلیارد سال سن دارند بنابراین، ترکیب ستاره ای خوشه های باز متنوع است - آنها حاوی ابرغول های آبی و قرمز، غول ها، متغیرهایی از انواع مختلف - شراره ها، قیفاووس ها و غیره هستند. . ترکیب شیمیایی ستارگان موجود در خوشه های باز کاملاً همگن است و به طور متوسط ​​محتوای عناصر سنگین نزدیک به خورشید است که برای اجرام در قرص کهکشانی معمول است.

یکی دیگر از ویژگی‌های خوشه‌های باز این است که اغلب همراه با یک سحابی گاز-غبار - باقیمانده‌ای از ابری که ستاره‌های این خوشه زمانی از آن تشکیل شده‌اند، قابل مشاهده هستند. ستاره ها می توانند سحابی "خود" را گرم یا روشن کنند و آن را قابل مشاهده کنند. Pleiades معروف (عکس را ببینید) نیز در یک سحابی آبی و سرد غوطه ور شده اند. در یک کهکشان، خوشه های باز تنها در جایی می توانند وجود داشته باشند که ابرهای گازی زیادی وجود داشته باشند. در کهکشان‌های مارپیچی مانند ما، چنین مکان‌هایی در جزء مسطح کهکشان به وفور یافت می‌شود و خوشه‌های جوان به‌عنوان شاخص‌های خوبی از ساختار مارپیچی عمل می‌کنند، زیرا در مدت زمانی که از شکل‌گیری آنها می‌گذرد، زمانی برای حرکت ندارند. دور از بازوهای مارپیچی که در آن این شکل گیری رخ می دهد.

نوع خاصی از خوشه باز است خوشه های متحرک، که برای اندازه گیری دقیق حرکات ستارگان موجود در آن امکان پذیر است. نمونه‌هایی از این خوشه‌ها عبارتند از: هیادس، پلیاد، منگر و برخی دیگر. ادامه جهت این حرکات (اعم از عقب یا جلو) در نقطه ای به نام تابشی قطع می شود - این همگرایی خطوط موازی به دلیل پرسپکتیو است. مطالعه چنین خوشه‌هایی از این جهت اهمیت اساسی دارد که آگاهی از حرکات مناسب ستارگان، سرعت شعاعی و فواصل زاویه‌ای آنها تا تابش، محاسبه کل سرعت فضایی این ستارگان و در نتیجه فاصله دقیق آن‌ها را ممکن می‌سازد. آنها (به طور دقیق تر از روش اختلاف منظر مثلثاتی). و دانستن فاصله این امکان را برای حداقل یک خوشه فراهم می کند که نمودار طیف-درخشندگی را "کالیبره" کند، یعنی. آن را به قدر مطلق ستاره گره بزنید. چنین مرجعی برای تعیین فاصله تا خوشه های دیگر از نمودارهای "نور مرئی-طیف" که مستقیماً از مشاهدات به دست می آید بسیار مهم است، زیرا ترکیب دنباله اصلی چنین نموداری با نمودار "کالیبره شده" بلافاصله تفاوت بین قدر مرئی و مطلق را نشان می دهد. ، فقط به فاصله بستگی دارد. استفاده از هیادس به عنوان یک خوشه «مرجع» راحت‌تر است، زیرا نزدیک‌ترین خوشه (40 عدد) است و می‌توان بدون اغراق گفت که تا همین اواخر (قبل از پرتاب مأموریت HIPPARCOS) کل مقیاس فاصله‌های بین ستاره‌ای در هیادس نگهداری می شد.

انجمن های ستاره ای- گروه های نادری از ستارگان که سن آنها از چند ده میلیون سال تجاوز نمی کند (که جوانترین آنها بیش از یک میلیون سال سن ندارد). به طور معمول، یک انجمن ستاره ای دارای اندازه 50-100 pc است و از چندین تا چند صد ستاره دارد، بنابراین از نظر اندازه بزرگتر و چگالی کمتر ستاره با خوشه های ستاره ای جوان متفاوت است. جاذبه بین ستاره‌ها در تداعی‌ها معمولاً خیلی ضعیف است که نمی‌تواند آنها را در کنار هم نگه دارد، و بنابراین تداعی‌ها (بر اساس استانداردهای کیهانی) چندان دوام نمی‌آورند - فقط در 10 تا 20 میلیون سال آن‌قدر منبسط می‌شوند که ستاره‌هایشان دیگر از ستاره‌های دیگر متمایز نمی‌شوند. وجود خوشه‌های ستاره‌ای در کهکشان و انجمن‌هایی با سنین بسیار متفاوت، به‌طور انکارناپذیر نشان می‌دهد که ستارگان نه به تنهایی، بلکه به صورت گروهی تشکیل می‌شوند، و فرآیند تشکیل ستاره خود در زمان حاضر ادامه دارد. نمونه ای از یک انجمن ستاره ای، گروهی از ستاره های آبی جوان در صورت فلکی شکارچی است که هسته آن «ذوزنقه جبار» است.

نه تنها ستاره های موجود در خوشه ها، بلکه خود خوشه ها نیز ابدی نیستند. فاصله بین ستاره ها در خوشه های باز نسبتا زیاد است، به این معنی که نیروهای برهمکنش گرانشی نیز کوچک هستند. در طی میلیون‌ها سال، به دلیل عمل جزر و مد کهکشان‌ها، خوشه‌ها به تدریج متلاشی می‌شوند - ستارگان موجود در آنها بیشتر و بیشتر از یکدیگر دور می‌شوند و به تدریج اتصالات گرانشی خود را از دست می‌دهند. گاهی اوقات با حرکت کلی و فاصله تا گروهی از ستارگان می توان خوشه باز قبلی را در آن حدس زد. چنین گروه هایی نامیده می شوند جریان های ستاره ای. تعداد کمی از مردم می دانند که 5 ستاره دب اکبر بخشی از یکی از این گروه ها هستند (عکس سمت چپ را ببینید) که به ویژه نزدیک به خورشید (حدود 28 عدد) قرار دارند و بنابراین منطقه بزرگی را در آسمان اشغال خواهند کرد. این جریان از حدود 100 ستاره تشکیل شده است که از جمله آنها می توان به جما (آلفای تاج شمالی) و حتی سیریوس اشاره کرد!

در مبحث خوشه های ستاره ای در نهایت ذکر آن مفید خواهد بود ستاره ها- پیکربندی‌های مشخصه (اغلب به شکل منظم، یا شبیه به طرح کلی یک جسم)، که توسط ستاره‌های تصادفی که به هیچ وجه به یکدیگر مرتبط نیستند، تشکیل شده‌اند. شکل‌های بزرگ نیز ستاره‌ها در نظر گرفته می‌شوند، مانند شکل‌های صورت فلکی (به عنوان مثال، ستاره‌های اصلی شکل شکارچی، ستاره پروانه نامیده می‌شوند)، و حتی چندین صورت فلکی به طور همزمان (به عنوان مثال، Vega، Deneb و Altair چاه را تشکیل می‌دهند. معروف به "مثلث بهار و تابستان")، و بسیار کوچک، از طریق دوربین دوچشمی یا تلسکوپ قابل مشاهده است (به عنوان مثال، ستاره "Hanger" در لیسیچکا). ستاره ها هیچ علاقه علمی ندارند، اما از نظر زیبایی شناسی می توانند بسیار دیدنی باشند.

کروی / بیضی: گردترین - E0، مسطح ترین - E7.
SO - حد واسط بین کهکشان های مارپیچی و بیضوی.

مارپیچ: Sa - با بازوهای کوتاه، مارپیچ های ضخیم، Sc - شاخه های بلند و نازک؛

مارپیچی متقاطع"، با یک بلوز که از انتهای آن بازوها شروع می شود (SBa، SBb، SBc).

کهکشان های نامنظم (Irr).

کهکشان مارپیچی شکل یک دیسک با ضخیم شدن در مرکز - هسته دارد. بازوهای مارپیچی از هسته بیرون می آیند، کم و بیش محکم در مجاورت یکدیگر. هسته بیشتر از ستارگان قدیمی تشکیل شده است، در حالی که بازوها بیشتر از ستارگان جوان و گاز، عمدتا هیدروژن تشکیل شده است. همه شاخه ها - و ممکن است یک، دو یا چند مورد از آنها وجود داشته باشد - در صفحه ای منطبق با صفحه چرخش کهکشان قرار دارند. بنابراین، کهکشان ظاهر یک دیسک مسطح است. کهکشان های مارپیچی توسط هاله ای وسیع، تاریک و تقریبا کروی احاطه شده اند که از ستاره های قدیمی نیز تشکیل شده است.
کهکشان های مارپیچی بیشتر از بقیه رایج هستند. اینها عبارتند از کهکشان راه شیری، کهکشان آندرومدا (M31) و کهکشان مثلثی (M33).

SOMBRERO

گلکسی M104 در صورت فلکی سنبله.

قطر آن حدود 110000 سال نوری است.

فاصله تا خورشید 40000000 سال نوری است.

سگ های تازی

عرض - حدود 60000 سال نوری.

فاصله تا خورشید 35000000 سال نوری است.

نوع: کهکشان مارپیچی غول پیکر.

M 31 سحابی آندرومدا

قطر آن حدود 150000 سال نوری است. فاصله تا خورشید 2400000 سال نوری است. نوع: کهکشان مارپیچی غول پیکر.

کهکشان راه شیری (GMP)

17 میلیارد سال پیشکهکشان ما، راه شیری، شروع به شکل گیری کرد. کهکشان مارپیچی راه شیری یکی از کهکشان های متعدد با اشکال مختلف است که در کیهان وجود دارد. سانتی متر.

ابرهای ماژلانی - اینها کهکشان های کوتوله هستند. بزرگترین ابعاد زاویه ای آنها در آسمان پرستاره 8 درجه برای ابر ماژلانی بزرگ (LMC) و 4 درجه برای ابر ماژلانی کوچک (SMC) است. ستارگان ابرهای ماژلانی شبیه ستارگان بازوهای مارپیچی کهکشان ما هستند که از دید یک ناظر زمینی به عنوان درخشش نقره ای کهکشان راه شیری دیده می شوند. در ابرهای ماژلانی، ستارگان درخشان جوان و داغ زیادی وجود دارد، و تعداد زیادی ابرغول آبی با درخشندگی بسیار بالا.

ابر ماژلانی بزرگ (LMC)

کهکشان LMC در صورت فلکی دورادو.

قطر - 26000 سال نوری.

فاصله تا خورشید 16000 سال نوری است.

در نقشه‌های ستاره‌ای مدرن، LMC در صورت فلکی Table Mountain و Dorado قرار می‌گیرد.

S Doradus در LMC درخشان ترین موجود در جهان امروزی است.

رتیل یک سحابی پراکنده درخشان LMC است. این بزرگترین سحابی شناخته شده در گروه محلی کهکشان ها است. در درون این سحابی، تولد ستارگان جدید با "سرعت خشمگین" رخ می دهد. در مرکز سحابی یک خوشه باز از ستارگان آبی بسیار داغ قرار دارد.

ابر ماژلانی کوچک (SMC)

کهکشان SMC در صورت فلکی توکانا.

قطر - 16000 سال نوری.

فاصله تا خورشید 212000 سال نوری است.

نوع: کهکشان نامنظم.

در نقشه های ستاره های مدرن، MMO در صورت فلکی Tucana قرار می گیرد.

متاگلاکسی

گروه محلی- خوشه ای از حدود 30 کهکشان، از جمله راه شیری، ابرهای ماژلانی و سحابی آندرومدا. شکلی نامنظم دارد، فاصله بین دورترین نقاط خوشه 6 میلیون سال نوری تخمین زده می شود.

ساختار سلولی-لانه زنبوری متا کهکشان

بر اساس موارد فوق، توضیح سازندهای قابل مشاهده در متاکهکشان، که یادآور لانه زنبوری با اندازه سلولی 100-300 میلیون سال نوری است، دشوار نیست. یکی از ویژگی های ساختار سلولی-لانه زنبوری این است که حفره داخلی سلول ها (حفره ها) تقریباً خالی به نظر می رسد و همه کهکشان ها و خوشه های آنها در خوشه ها یا در امتداد به اصطلاح "دیوارها" که سلول ها را مشخص می کنند جمع آوری شده اند.

تشکیل یک دوازده وجهی با شانزده حفره داخلی پس از مرحله دوم کوانتیزاسیون تشکیل می شود. اما کوانتیزاسیون فضا در این مرحله به پایان نمی رسد. در هر یک از کرونوشل‌های تازه ایجاد شده بارها ادامه خواهد یافت و میلیاردها سیستم از نوع فراکتال را شکل می‌دهد.

خالی

در یک ساختار دوازده وجهی مرتبه اول، ساختارهای دوازده وجهی کوچکتر مرتبه دوم تشکیل می شود و غیره ممکن است با ساختارهای ایکو وجهی تکمیل شوند، زیرا هر دو چند وجهی (دوده وجهی و ایکو وجهی) می توانند به راحتی در یکدیگر مرتب شوند. ساختار ایکو وجهی- دوازده وجهی پوسته های کرونی یک ساختار سلولی-لانه زنبوری در مقیاس بزرگ متاکهکشان را تشکیل می دهد. خوشه‌ها و ابرخوشه‌های کهکشان‌ها در ساختارهای سطح پایین‌تر ایکوس وجهی - دوازده وجهی تشکیل می‌شوند.

کیهان در لحظه تورم شبه فضایی پر از سلول های نامرئی است، مانند لانه زنبوری، جایی که سلول ها حباب هایی از پوسته های کرونو را باد می کردند. علاوه بر این، هر سلولی در درون خود حاوی یک خوشه یا ابرخوشه آینده از کهکشان‌ها بود، پر از پوسته‌های کرونی نامرئی داخلی کهکشان‌های آینده و سیستم‌های ستاره‌ای از نوع ماتریوشکا، که فراکتال‌های کیهان را تشکیل می‌داد. هر chronoshell در یک حالت فرو ریخته نشان دهنده یک دوقطبی فن گرانشی در یک حالت محدود است. به محض اینکه انرژی شروع به جریان یافتن به چنین دوقطبی می کند، "باز می شود" و به فضا و ماده تبدیل می شود.

حد تمایز افقی توسط چگالی بحرانی ماده حاصل تعیین می شود. پوسته‌های زمانی باز به سرعت فضای خود را افزایش می‌دهند، اما ماده تنها زمانی شروع به تشکیل می‌کند که انرژی آزاد شده از مقدار محدودی معینی فراتر رود. بنابراین، در همان لحظه اولیه شروع دوقطبی، چگالی ماده صفر است. هنگامی که چگالی ماده به حدود 10-20 گرم بر سانتی متر مکعب می رسد، مرحله بعدی تمایز آغاز می شود - عمودی. مشخصه آن این است که زیرسیستم جدید در حال ظهور نه به صفر، بلکه به اولین ماژول IMS تعلق دارد که به آن امکان می دهد همان مکان را در فضا اشغال کند. آن ها فضاهای ماژول های صفر و اول به مجموعه های متقاطع تبدیل می شوند.

حد تمایز متا کهکشان ها کهکشان ها هستند، زیرا تمایز عمودی به وضوح در شکل گیری آنها بیان می شود. کهکشان های تکامل یافته تشکیلات دو سیستمی هستند. اینها شامل کهکشانهای مارپیچی است که در آنها علاوه بر پوسته زمانی ماژول صفر - زیرسیستم کروی، یک پوسته زمانی از ماژول اول - زیر سیستم دیسکی کهکشان وجود دارد.

بنابراین، ما کهکشان را به عنوان واحد ساختاری اولیه متا کهکشان در نظر خواهیم گرفت. به همین ترتیب در ساختار ماده معمولی حد آن مولکول است. زیرا در سطح مولکول ها مرحله جدیدی از سازماندهی ماده آغاز می شود. به دلیل شباهت مولکول‌ها، ما ماده‌ای را همگن می‌بینیم که خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی فقط در ذات آن وجود دارد. در متاکهکشان هم همینطور است. همه اینها شامل یک بسته بندی متراکم از پوسته های زمانی کهکشان ها است که نقشی مشابه مولکول ها در ماده دارند. از این نظر، متاکهکشان ابرهمگن است، زیرا همه از همان عناصر ساختاری تشکیل شده است - کهکشان ها که نقش "مولکول" را در "ابر ماده" جهان بازی می کنند.

مراحل چرخه ای در متاکهکشان

اگر متا کهکشان را از نظر مراحل چرخه ای در نظر بگیریم، یعنی. سن نسبی آن، پس می توان اشاره کرد که ما شاهد مرحله اولیه توسعه متا کهکشان هستیم، یعنی. ما او را جوان می بینیم این را خوشه شدید کهکشان ها در امتداد لبه های دوازده وجهی نشان می دهد که به اصطلاح "دیوار" خوشه ها و ابرخوشه ها را تشکیل می دهند. اما این یک دیدگاه تا حدودی ساده شده است؛ در واقع، وضعیت تا حدودی پیچیده تر است. وقتی کهکشان‌های دیگر را رصد می‌کنیم، نه تنها به دوردست‌ها، بلکه به گذشته نیز نگاه می‌کنیم که به دلیل سرعت محدود نور است. بنابراین، این ایده به این دلیل است که نوری که از این اجرام کیهانی به ما رسیده است، از زمانی شروع شد که دوازده وجهی در حال شکل گیری بود.

توضیح این واقعیت را می توان در ادامه مطلب یافت. می توان فرض کرد که در لحظه تورم، پوسته کرونو کیهان بارها "بی شماری" تکه تکه شده است. در همان زمان، میلیاردها و میلیاردها پوسته کرونی از کهکشان ها شکل گرفتند و کل جهان را پر کردند. پوسته های زمانی کهکشان ها به طور همزمان تشکیل شده اند، اما تعداد آنها محدود است. در لحظه اول، تمام پوسته های کرونوشلو دوقطبی های گرانشی چین خورده هستند. همه آنها نمی توانند همزمان بچرخند، زیرا ... در شرایط نابرابر قرار دارند. آن کهکشان هایی که انرژی شدیدتر به آنها جریان می یابد ابتدا خود را نشان می دهند. و این در امتداد لبه های دوازده وجهی اتفاق می افتد. همچنین ستارگان کهکشان ها در پیرامون منظومه به راحتی "روشن" می شوند، یعنی. جایی که فشار قوی مانند مرکز وجود ندارد.

بنابراین، تمام مواد قابل مشاهده در امتداد "دیوارها" یا "صلیب‌های متقاطع" بین غلاف‌های کرونو مشاهده می‌شوند. اجازه دهید یک بار دیگر توضیح دهم، این به این دلیل است که اولاً، در مکان هایی که کرونوشل ها "به هم دوخته می شوند"، دامنه انرژی آزاد شده به دلیل مجموع دو جریان از هر دو chronoshell که در یک جهت جریان دارند افزایش می یابد. به فرآیند تشکیل ستاره کمک می کند. ثانیاً، گسترش فضا در لبه chronoshell آسانتر و ساده تر از وسط آن رخ می دهد. بنابراین، کهکشان های پیرامونی بسیار زودتر از داخل ظاهر می شوند. حرکت ستاره‌زایی از حاشیه به مرکز غلاف کرونوشن رخ می‌دهد. هر چه سن (چرخه) بزرگتر باشد، خوشه های کهکشان در مرکز پوسته کرونی اولیه شلوغ تر هستند.

در نتیجه، در متاکهکشان ما خوشه ها و حفره ها (تهی) را مشاهده می کنیم. این کاملاً از توزیع کهکشان‌ها و خوشه‌های آنها قابل مشاهده است. "ماده نورانی" تقریباً تمام "نور" در رشته ها است. در تقاطع این رشته ها، ابرخوشه ها قرار دارند. و جاهای خالی خالی است. حفره های بزرگ حدود 50 درصد از حجم متا کهکشان را اشغال می کنند. بنابراین، در این مرحله از توسعه، نواحی مرکزی کره‌های کرونوشل‌های سطوح بالاتر با حفره‌هایی همراه است که در آن‌ها، زیرسیستم‌های کرونوشل‌های داخلی هنوز به شکل دوقطبی فروریخته هستند.

با پایان یافتن عمر این کهکشان‌های «اولین» در امتداد لبه‌های دوازده‌وجهی، پیر می‌شوند و می‌میرند. اما کهکشان‌های جدیدی جایگزین آن‌ها می‌شوند که نزدیک‌تر به مرکز کره‌های دوازده‌وجهی قرار دارند. شکل گیری ستاره به تدریج از لبه های دوازده وجهی به مرکز چهره های آن و بیشتر به مرکز کره کرونوشلو حرکت می کند. بنابراین، با رشد متا کهکشان، حفره‌ها با کهکشان‌های جدید و بیشتر «پر» می‌شوند، در حالی که در امتداد لبه‌های دوازده وجهی کهکشان‌ها می‌میرند و محو می‌شوند. در نتیجه، در مرحله بعدی، ابرخوشه‌های کروی کهکشان‌ها را نه در مرزهای پوسته‌های کروی یا وجه‌های دوازده‌وجهی، بلکه در داخل کره‌های فضایی که در فواصل تقریباً مساوی از یکدیگر قرار دارند، خواهیم دید.

از بیرون، "بزرگ شدن" به نظر می رسد که گویی ماده سلول ها در حال "حرکت" از لبه های دوازده وجهی به مرکز آن، یا بهتر است بگوییم به مرکز پوسته زمانی است، جایی که شروع به "مجموعه شدن" می کند. بود. اما این یک نمایش قابل مشاهده است. در واقعیت، کهکشان ها به هیچ کجا حرکت نمی کنند. انرژی در مرکز پوسته کرونوشله آزاد می شود و سپس به اطراف سرایت می کند و تشکیل ستاره از پیرامون شروع می شود و به سمت مرکز پوسته کرونی حرکت می کند.

بر خلاف خود متا کهکشان، سطوح ساختاری پایین تر آن، یعنی. خوشه‌ها و ابرخوشه‌های کهکشانی در مرحله رشد و تکامل خود هستند. در نتیجه، در پوسته های زمانی ابرخوشه ها، ما "انباشته شدن" ماده را در مرکز آن مشاهده می کنیم. آن ها ما توجه می کنیم که به نظر می رسید کهکشان ها به سمت مرکز پوسته کرونی حرکت می کنند، جایی که آنها این خوشه ها را تشکیل می دهند. وقتی بتوانیم تصویر دو بعدی خود از آسمان پرستاره را به یک نسخه سه بعدی بسط دهیم، آنگاه کاملاً ممکن است که بتوانیم این ساختار بزرگ را ببینیم.

ستاره شناسان با استفاده از ابزار MUSE در تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی ستاره ای را در خوشه NGC 3201 کشف کردند که رفتار بسیار عجیبی دارد. به نظر می رسد که به دور یک سیاهچاله نامرئی می چرخد ​​که جرم آن تقریباً چهار برابر خورشید است. اگر این درست باشد، دانشمندان اولین سیاهچاله غیرفعال با جرم ستاره ای را در یک خوشه ستاره ای کروی کشف کرده اند. علاوه بر این، اولین موردی خواهد بود که مستقیماً توسط گرانش آن شناسایی می شود. این یک کشف بسیار مهم است که مطمئناً بر درک ما از شکل گیری چنین خوشه های ستاره ای، سیاهچاله ها و منشاء رویدادهای انتشار امواج گرانشی تأثیر می گذارد.

خوشه های ستاره ای کروی به این دلیل نامیده می شوند که کره های بزرگی هستند که چندین ده هزار ستاره دارند. آنها در اکثر کهکشان ها قرار دارند، از قدیمی ترین انجمن های ستاره ای شناخته شده در جهان هستند و ظهور آنها به آغاز رشد کهکشان میزبان و تکامل آن نسبت داده می شود. امروزه بیش از 150 خوشه ستاره ای متعلق به کهکشان راه شیری شناخته شده است.

یکی از این گروه ها NGC 3201 نام دارد که در صورت فلکی Velus در جنوب آسمان زمین قرار دارد. در این مطالعه، با استفاده از ابزار پیشرفته MUSE در تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (VLT) در شیلی مورد مطالعه قرار گرفت. یک تیم بین المللی از ستاره شناسان دریافته اند که یکی از ستارگان این خوشه بسیار عجیب رفتار می کند - با سرعت چند صد هزار کیلومتر در ساعت با تناوب معین 167 روز به جلو و عقب نوسان می کند. ستاره کشف شده یک ستاره دنباله اصلی در پایان مرحله اصلی زندگی خود است. این بدان معناست که سوخت هیدروژنی خود را تمام کرده و اکنون به یک غول سرخ تبدیل شده است.

برداشت هنرمند از یک سیاهچاله غیرفعال در خوشه NGC 3201. منبع: ESO/L. Calçada/spaceengine.org

MUSE در حال حاضر در حال بررسی 25 خوشه ستاره ای کروی در کهکشان راه شیری است. این کار به اخترشناسان اجازه می دهد تا طیف هایی از 600 تا 27000 ستاره را در هر خوشه به دست آورند. این مطالعه شامل تجزیه و تحلیل سرعت شعاعی ستارگان منفرد است - سرعتی که با آن از زمین یا به سمت آن دور می‌شوند، یعنی در امتداد خط دید ناظر. با تجزیه و تحلیل سرعت های شعاعی، می توان مدار ستارگان و همچنین خواص هر جسم بزرگی را که ممکن است به دور آنها بچرخد، اندازه گیری کرد.

این ستاره به دور چیزی می چرخد ​​که کاملاً نامرئی است. جرم آن چهار برابر خورشید است و فقط می تواند سیاهچاله باشد. بنجامین گیسرز، نویسنده اصلی از دانشگاه گئورگ آگوست گوتینگن، می‌گوید که برای اولین بار چنین جسمی را در یک خوشه ستاره‌ای پیدا کرده‌ایم و مستقیماً تأثیر گرانشی آن را مشاهده می‌کنیم.

رابطه بین سیاهچاله ها و خوشه های ستاره ای برای دانشمندان بسیار مهم اما مرموز به نظر می رسد. اعتقاد بر این است که این خوشه‌ها به دلیل جرم و سن زیادشان تعداد زیادی سیاهچاله با جرم ستاره‌ای ایجاد کرده‌اند - اجرامی که در اثر انفجار ستارگان بزرگ شکل گرفته و تحت نیروی کل خوشه فرو می‌روند.

در غیاب شکل‌گیری پیوسته ستارگان جدید، دقیقاً همان چیزی است که در خوشه‌های ستاره‌ای کروی اتفاق می‌افتد، سیاهچاله‌های با جرم ستاره‌ای به زودی به بزرگترین اجرام موجود تبدیل می‌شوند. به طور معمول، چنین حفره هایی در خوشه های کروی تقریباً چهار برابر بزرگتر از ستاره های اطراف آنها هستند. نظریه‌های اخیراً به این نتیجه رسیده‌اند که سیاه‌چاله‌ها هسته‌ای متراکم را در یک گروه تشکیل می‌دهند که مانند بخش جداگانه‌ای از خوشه می‌شود. حرکات در مرکز گروه باید بیشتر سیاهچاله ها را بیرون می انداخت. این بدان معناست که تنها تعداد کمی از این اجرام می توانند بیش از یک میلیارد سال زنده بمانند.

خوشه ستاره ای کروی NGC 3201. دایره آبی مکان تخمینی سیاهچاله غیرفعال را نشان می دهد. منبع: ESA/NASA

خود سیاهچاله‌هایی با جرم ستاره‌ای یا به سادگی فرو می‌ریزند، زمانی که ستاره‌های بزرگ می‌میرند، تحت تأثیر گرانش خود فرو می‌ریزند و به صورت ابرنواخترهای قدرتمند منفجر می‌شوند. سیاهچاله باقیمانده حاوی بیشتر جرم ستاره سابق است که چندین برابر جرم خورشید است و اندازه آنها چندین ده برابر بزرگتر از ستاره ما است.

ابزار MUSE به اخترشناسان فرصتی منحصر به فرد می دهد تا حرکت هزاران ستاره دور را به طور همزمان اندازه گیری کنند. با این کشف جدید، تیم برای اولین بار توانست یک سیاهچاله غیرفعال را در مرکز یک خوشه کروی تشخیص دهد. از این جهت منحصر به فرد است که در حال حاضر مواد را جذب نمی کند و توسط دیسک داغ گاز و غبار احاطه نشده است. و جرم حفره به لطف تأثیر گرانشی عظیم آن بر خود ستاره تخمین زده شد.

از آنجایی که هیچ تشعشعی نمی تواند از یک سیاهچاله بگریزد، روش اصلی تشخیص آنها مشاهده تابش رادیویی یا اشعه ایکس است که از مواد داغ اطراف آنها می آید. اما زمانی که یک سیاهچاله با ماده داغ برهمکنش نداشته باشد و جرم جمع کند یا تابش ساطع نکند، آنگاه غیرفعال یا نامرئی در نظر گرفته می شود. بنابراین لازم است از روش های دیگری برای تشخیص آنها استفاده شود.

ستاره شناسان توانستند پارامترهای زیر ستاره را تعیین کنند: جرم آن تقریباً 0.8 جرم خورشید است، و جرم همکار مرموز آن در 4.36 جرم خورشید قرار دارد، تقریباً به طور قطع یک سیاهچاله. از آنجایی که شیء کم رنگ این سیستم دوتایی را نمی توان مستقیماً مشاهده کرد، روشی جایگزین، هرچند کمتر متقاعدکننده، برای توضیح آنچه ممکن است باشد، وجود دارد. دانشمندان ممکن است در حال مشاهده یک منظومه ستاره ای سه گانه باشند که از دو ستاره نوترونی به هم چسبیده تشکیل شده است که ستاره مورد مشاهده ما به دور آن می چرخد. این سناریو مستلزم آن است که هر ستاره محکم بسته شده حداقل دو برابر جرم خورشید باشد و چنین منظومه دوتایی قبلاً مشاهده نشده است.

کشف‌های اخیر منابع رادیویی و پرتو ایکس در خوشه‌های ستاره‌ای کروی، و همچنین کشف سیگنال‌های امواج گرانشی در سال ۲۰۱۶ که از ادغام دو سیاه‌چاله با جرم ستاره‌ای ایجاد شد، نشان می‌دهد که این سیاه‌چاله‌های نسبتا کوچک ممکن است در خوشه‌ها گسترده‌تر از قبلا فکر می شد

تا همین اواخر، ما فرض می‌کردیم که تقریباً تمام سیاه‌چاله‌ها باید در مدت کوتاهی از خوشه‌های کروی ناپدید شوند و سیستم‌هایی مانند این حتی نباید وجود داشته باشند! اما در واقعیت اینطور نیست. کشف ما اولین مشاهده مستقیم از اثرات گرانشی یک سیاهچاله با جرم ستاره ای در یک خوشه کروی است. این کشف به ما کمک می‌کند تا شکل‌گیری چنین گروه‌هایی، توسعه سیاه‌چاله‌ها و سیستم‌های ستاره‌ای دوتایی را که در زمینه درک منابع امواج گرانشی حیاتی است، درک کنیم.