Скопления и ассоциации звезд
Многие звезды галактики собраны в тесные группы — скопления. Звездными скоплениями называют группы звезд, связанных общим происхождением, общим положением в пространстве и общим движением.
Звездные скопления разделяются на два класса. Шаровые обладают сферической формой, исключительно богаты звездами и сосредоточены в основном лишь в одной стороне неба, в полусфере с центром в созвездии Стрелец. Скопления второго класса — рассеянные — встречаются только в пределах полосы Млечного Пути или вблизи него. По сравнению с шаровыми они обладают меньшей звездной плотностью и менее четкой формой. Скопления разных типов различаются по химическому составу, положению в Галактике, возрасту и типам звезд.
Масса рассеянных скоплений невелика, и их гравитационное поле не в состоянии долго противодействовать разрушению скоплений. Просуществовав около миллиарда лет, они растворяются в звездном океане Галактики. В самых молодых скоплениях сохраняется достаточно плотный межзвездный газ и звезды продолжают рождаться из газа у нас на глазах. В рассеянных скоплениях много массивных ярких светил, переменных и вспыхивающих звезд различных видов, звезд с необычным химическим составом. В среднем содержание различных элементов в рассеянных скоплениях близко к солнечному, а также зависит от расстояния до центра Галактики. Чем ближе скопление к центру, тем больше в нем тяжелых элементов.
Рассеянных скоплений известно гораздо больше, чем шаровых. Всего сейчас обнаружено более 3000 рассеянных скоплений. Самые известные из близких скоплений — Плеяды и Гиады в созвездии Телец. Из-за многочисленности рассеянных скоплений в Галактике некоторые из них оказались близки к Солнцу. Например, до скопления Гиады всего 40 пк. Как правило, рассеянное скопление состоит из нескольких сотен или тысяч звезд, наиболее богатые содержат около 10 тыс. членов.
Помимо рассеянных скоплений известен еще один тип группировок молодых звезд, объединенных общим происхождением. Это звездные ассоциации. Они более разрежены, чем скопления, и превосходят последние по размерам: типичная их протяженность — порядка 100 пк. В ассоциации может содержаться от нескольких до нескольких десятков горячих голубых звезд высокой светимости. Некоторые звезды в ассоциациях настолько молоды, что еще не сформировались окончательно.
Ассоциации часто связаны с массивными облаками холодного молекулярного газа, из которого и возникают звезды. Образовавшиеся массивные звезды своим мощным излучением и звездным ветром сообщают межзвездной среде большую энергию, нагревая окружающий газ и выметая его из ассоциации. В результате звездная группировка оказывается неустойчивой и, расширяясь, постепенно теряется на фоне окружающих звезд значительно быстрее, чем рассеянные скопления.
Звезды в шаровом скоплении сильно сосредоточены к центру. Крупнейшие скопления содержат свыше миллиона звезд и имеют диаметры от 20 до 100 пк. Это старейшие объекты нашей Галактики, которые образовались одновременно с ней и сохранили химический состав гигантского догалактического облака с низким содержанием тяжелых химических элементов, которые образуются только на конечных стадиях эволюции звезд. Шаровые скопления образованы маломассивными звездами, находящимися на поздних стадиях эволюции, белыми карликами, нейтронными звездами и, возможно, черными дырами. Возраст шаровых скоплений превышает 12 млрд лет. Расстояния до шаровых скоплений — не менее тысячи парсек. Сейчас их известно около 200, всего же их в Галактике может быть несколько сотен.
Окрестности Солнца
Окрестностями Солнца называют такой минимальный объем Галактики, в котором доступными современной астрономии средствами можно наблюдать и изучать достаточно большое число звезд различных типов, в том числе звезд очень низкой светимости. Это сфера радиусом около 25 пк, которая содержит более пяти тысяч звезд различных типов. Нашими соседями по Галактике являются наиболее типичные, холодные, слабые звезды. Почти 2/3 из них составляют очень слабые красные карлики с массами в 3–10 раз меньше солнечных.
Звезды, похожие на Солнце, очень редки, их всего 6%. Они находятся на различных этапах своей жизни. Белых и желтоватых звезд с массами от 1,5 до 2 солнечных — единицы, а более массивных нет вообще. Наблюдается 18 звездных остатков — белых карликов, которые исчерпали всю свою энергию и медленно остывают, высвечивая имеющиеся запасы тепла. С очень большим трудом обнаруживаются и слабые объекты, которые из-за малой массы никогда не станут звездами, — коричневые карлики. Их пока насчитывают лишь около двух десятков. 31% наших соседей группируются в кратные системы (двойные, тройные и т. д.), а ближайшей к нам звездой является компонент тройной системы, слабый красный карлик Проксима Центавра, расстояние до которой равно 4,2 световых года.