Звездное скопление Арки

На этом комбинированном снимке, полученном на основе оптических и инфракрасных данных телескопа «Хаббл» и рентгеновских данных телескопа «Чандра», вы видите скопление Арки — одно из самых плотных звездных скоплений в Млечном Пути. Если в этом скоплении ограничить область радиусом 4,22 световых года (это расстояние от нашей звезды, Солнца, до ближайшей к ней звезды Проксима Центавра), то в эту область попадет не две, а 100 000 звезд. В самом центре нашей Галактики плотность звезд, естественно, еще выше (см. картинку дня «Центр Млечного Пути»).

Скопление Арки находится на расстоянии примерно 25 000 световых лет от Земли в направлении на созвездие Стрельца и всего 100 световых лет от центра нашей Галактики. Из-за близости к центру Галактики Арки очень трудно наблюдать, ведь галактическая пыль поглощает большую часть волн видимого диапазона. Неудивительно, что обнаружено это скопление было только в 1995 году. Еще одно следствие близкого расположения к центру Галактики — высокая скорость скопления Арки: его центр масс движется вокруг черной дыры со скоростью более 200 км/c.

Скопление получило свое название из-за протяженных арок и дуг, которые видны в рентгеновском диапазоне, — это раскаленные до 60 миллионов градусов газовые облака. Многие звезды в скоплении обладают очень мощными звездными ветрами, которые вместе с мощнейшим электромагнитным излучением распространяются во всех направлениях от звезды, выдувая своего рода пузыри (см. картинку дня «Пузырь, надуваемый звездным ветром»). При взаимодействии этих пузырей с другим веществом, окружающим скопление, это вещество нагревается и начинает активно излучать. Несколько таких пузырей сливаются, но благодаря высокой мощности излучения и небольшому расстоянию между звездами области взаимодействия остаются относительно ровными дугами и арками.

Скопление Арки: слева — оптическая фотография телескопа Хаббл, справа — изображение с телескопа Чандра в рентгеновском диапазоне. Фото с сайта nasa.gov и chandra.harvard.edu

Скопление Арки содержит около 135 молодых, ярких и очень горячих звезд, которые во много раз больше и массивнее Солнца, а также несколько миллионов менее массивных звезд. По отсутствию звезд на поздних стадиях эволюции можно предположить, что Арки — молодое скопление, возраст звезд в котором составляет около двух с половиной миллионов лет. К примеру, скопление Квинтоль имеет сравнимую с Арками массу, но намного старше: самые старые звезды в скоплении Арки едва отходят от главной последовательности, в то время как скопление Квинтоль уже включает в себя множество красных сверхгигантов.

Скопление Арки идеально подходит для определения предельного значения масс звезд. Его плотности (а масса звезды определяется плотностью газового скопления, в котором она находится) и массы хватает, чтобы в нем могла образоваться звезда массой в 400 солнечных. При этом скопление достаточно молодо, чтобы его самые массивные члены всё еще были видны (ведь чем больше масса звезды, тем меньше время ее жизни).

Согласно начальной функции масс, в скоплении Арки статистически должны были бы наблюдаться звезды колоссальной массы, однако обнаружить звезд тяжелее 150 масс Солнца не удалось. В других, менее плотных скоплениях более крупные звезды также не обнаружены, за исключением нескольких особенных звезд (например, R136a1 массой в 315 солнечных в Большом Магеллановом Облаке). Это наводит на мысль, что 150 солнечных масс — предельное значение для массы звезды, и заставляет искать механизм, ограничивающий эту массу.

Фото с сайта nasa.gov.

Александр Яровитчук