探索
EXPLOE
疏散星团
发布时间:2024-12-13
打印
{{ isAudioPlay ? '暂停播放' : '播放声音' }}
放大 缩小

疏散星团

疏散星团形成于星际物质中,其组成是74%的氢、24%的氦和2%的较重元素浓缩成的灰尘。在位于星系盘旋臂的这种环境中,有密度很大的分子云(星际云的一种),这些分子云有时候会发生坍缩,变成“碎片”,每个“碎片”成为一颗新恒星,这些新恒星构成疏散星团。

为了理解这些恒星的形成,我们需要观察分子云发出的光,这些光波属于红外辐射,被我们的大气层吸收,所以必须用卫星在大气层以上进行观察(比如欧洲空间局的赫歇尔天文卫星)。由此得到的观测结果给我们带来两个新的认识:

首先是原来不知道的一些细节:被气体和灰尘的凝结所包围的大面积区域,温度很低的中心点清晰可见,这就是将形成新恒星的那些“碎片”。

其次是长度为几十光年、宽度为0.3光年的细丝状的星际介质的结构,包括气体和灰尘,形成中的恒星中心吸收这些物质,逐步扩大,从而形成大质量恒星。这些呈细丝状的区域正是恒星形成的地点,细丝状主要是由于星际介质环境不稳定造成的。

同一个疏散星团里的恒星年龄一样,但是质量却不同。那些巨大的热恒星最亮,相对容易观察到,比如O型(蓝色)、B型(蓝白色)和A型(白色)光谱类型。这些恒星使得星团(整体)大致呈蓝色调;而那些质量小、呈红色调的冷恒星亮度小,往往被淹没在其他恒星的亮光中。

疏散星团的形成使星系中的恒星再生,并维持它们当中一定比例的蓝色巨星,我们也可以简单地说这些疏散星团就好像是恒星的孵化器。

那些成员很少的小疏散星团也可以被称为星协,猎户四边形星团就是一个很好的例子。

疏散星团的寿命不是无限的。这类星团在形成之初的时候,恒星之间距离较近,它们围绕星系运转的速度大致相同,其中一部分距离星系中心稍近,其他稍远,这就决定了它们不同的运转轨道。我们知道一颗恒星距离星系中心近的话,会受到较大的引力,因此运转速度较快,而那些距离较远的恒星的运转速度则会相对慢。形成之初的星团大致呈球状,慢慢地形状被“拉长”,这些恒星围绕星系运转4轮以后,也就是大约10亿年后,恒星之间的距离变远了,星团的形状随之变得难以辨认了,这是疏散星系消散的原因之一。

在我们的银河系内,科学家已经观测到几百个疏散星团,最漂亮的是位于金牛座的昴宿星团,我们肉眼可以看到7颗蓝色的恒星,加入使用望远镜则可以看到400颗之多!形成这个星团的云的残留物仍然可以可见,这就是围绕在这些恒星周围、反射出它们的光芒的星云。

另外一个科学家比较了解的疏散星团在金牛座,这就是含有一百多颗恒星的华宿星团。

赫罗图(H-R diagram)在排列恒星时使用的标准是恒星的光谱类型和它们的亮度:质量低、呈红色的恒星位于主序带的右下部区域;质量大、呈蓝色的位于主序带左上部区域,其他的则位于主序列带两侧。

大质量的恒星燃烧最快,很快就离开主序列带。我们观看一个14亿年的星团,就可以看到在主序列带处的恒星是寿命在14亿年以上的,而主序星寿命在14亿年以下的恒星已经离开这个主序列带了。

由此可见,一个星团(在赫罗图上)主序列带所显示的只是那些寿命跟星团年龄一样长(或更长)的恒星,因为那些主序寿命短的大质量恒星已经离开了。我们可以由此得知星团的年龄,当然,前提是我们先要通过光谱类型推断出恒星的年龄。

通过使用这个分析方法,当我们看到一个疏散星团的恒星都集中在主序列带上的时候,我们就知道这个星团很年轻,这点也符合我们观看到大量蓝色恒星的现象。以昴宿星团为例,这个星团的年龄大约只有7000万年。