science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Stellair familieportret in röntgenfoto's

Infraroodbeeld is ~ 5 graden breed (ongeveer 452 lichtjaar); Rechts:het röntgenbeeld is ongeveer 16 boogminuten breed (ongeveer 24 lichtjaar). Credit:Röntgenfoto:NASA/CXC/Univ. van Valparaíso/M. Kuhn et al; IR:NASA/JPL/WISE

In sommige opzichten, sterrenhopen zijn als gigantische families met duizenden stellaire broers en zussen. Deze sterren komen van dezelfde oorsprong - een gemeenschappelijke wolk van gas en stof - en zijn door de zwaartekracht aan elkaar gebonden. Astronomen denken dat onze zon ongeveer 4,6 miljard jaar geleden werd geboren in een sterrenhoop die snel uiteenviel.

Door jonge sterrenhopen te bestuderen, astronomen hopen meer te weten te komen over hoe sterren - inclusief onze zon - worden geboren. NGC 6231, gelegen op ongeveer 5, 200 lichtjaar van de aarde, is een ideale proeftuin voor het bestuderen van een sterrenhoop in een kritieke fase van zijn evolutie:niet lang nadat de stervorming is gestopt.

De ontdekking van NGC 6231 wordt toegeschreven aan Giovanni Battista Hodierna, een Italiaanse wiskundige en priester die in 1654 waarnemingen van de sterrenhoop publiceerde. Hemelwachters kunnen tegenwoordig de sterrenhoop vinden ten zuidwesten van de staart van het sterrenbeeld Schorpioen.

NASA's Chandra X-ray Observatory is gebruikt om de jonge zonachtige sterren in NGC 6231 te identificeren, die hebben, tot voor kort, in het zicht verstopt. Jonge sterrenhopen zoals NGC 6231 zijn te vinden in de band van de Melkweg aan de hemel. Als resultaat, in elkaar grijpende sterren die voor of achter NGC 6231 liggen, zijn veel groter dan de sterren in de cluster. Deze sterren zullen over het algemeen veel ouder zijn dan die in NGC 6231, dus leden van de cluster kunnen worden geïdentificeerd door tekenen van stellaire jeugd te selecteren.

Jonge sterren vallen op bij Chandra omdat ze een sterke magnetische activiteit hebben die hun buitenste atmosfeer tot tientallen miljoenen graden Celsius verwarmt en ervoor zorgt dat ze röntgenstraling uitzenden. Infraroodmetingen helpen bij het verifiëren dat een röntgenbron een jonge ster is en bij het afleiden van de eigenschappen van de ster.

Krediet:Chandra X-ray Center

Deze Chandra-röntgenopname van NGC 6231 toont een close-up van het binnenste gebied van de cluster. Chandra kan een reeks röntgenlicht detecteren, die in drie banden is verdeeld om dit beeld te creëren. Rood, groente, en blauw staat voor het lagere, medium, en hoogenergetische röntgenstralen. De helderste röntgenstraling is wit.

De Chandra-gegevens, gecombineerd met infraroodgegevens van de Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) Variabelen in het Vía Lactéa-onderzoek heeft de beste telling van jonge sterren in NGC 6231 opgeleverd. Links wordt een infraroodbeeld getoond van NASA's Wide-field Infrared Survey-verkenner.

Er zijn naar schatting 5 700 tot 7, 500 jonge sterren in NGC 6231 in het gezichtsveld van Chandra, ongeveer het dubbele van het aantal sterren in de bekende sterrenhoop Orion. De sterren in NGC 6231 zijn iets ouder (gemiddeld 3,2 miljoen jaar) dan die in Orion (2,5 miljoen jaar oud). Echter, NGC 6231 is veel groter in volume en daarom de getalsdichtheid van zijn sterren, dat is, hun nabijheid tot elkaar, is veel lager, met een factor 30. Door deze verschillen kunnen wetenschappers de diversiteit aan eigenschappen van sterrenhopen gedurende de eerste paar miljoen jaar van hun leven bestuderen.

Chandra bestudeert deze en andere jonge sterrenhopen, hebben astronomen in staat gesteld een monster op te bouwen van waaruit clusterevolutie kan worden bestudeerd. Deze clusters komen uit tientallen stervormingsgebieden, maar NGC 6231 voegt een cruciaal stuk toe aan deze puzzel omdat het laat zien hoe een cluster eruitziet na het einde van de stervorming. Een vergelijking van de leeftijden, groottes en massa's van clusters in dit voorbeeld impliceert dat NGC 6231 is uitgebreid vanuit een compactere begintoestand, maar het is niet zo snel geëxpandeerd dat zijn sterren zich kunnen losmaken van de aantrekkingskracht van de cluster. Astronomen weten niet zeker wat er daarna zal gebeuren:zal het bij elkaar blijven door de zwaartekracht? Of zullen zijn bestanddelen zich op een dag verspreiden zoals de voorouderlijke cluster van onze zon dat ooit deed?

Nabijgelegen stervormingsgebieden bevatten vaak meerdere sterclusters, waarvan de meeste individueel minder massief zijn dan NGC 6231. De eenvoudige structuur van NGC 6231, samen met zijn relatief hoge massa, suggereert dat NGC 6231 werd opgebouwd door fusies van verschillende sterrenhopen in het begin van zijn leven, een proces dat bekend staat als "hiërarchische clusterassemblage".