Westerlund 1 (Ara-halmaz) — Tejútrendszer legmasszívabb szupercsillaghalmaza
Westerlund 1 — a Tejútrendszer legmasszívabb fiatal szupercsillaghalmaza (12–16 ezer fényév): ritka szuperóriások, Wolf–Rayetek és titokzatos röntgenpulzár csillagászati laboratóriuma.
A Westerlund 1 (Wd1, más néven Ara-halmaz) egy rendkívül kompakt, fiatal szupercsillaghalmaz, amely a Tejútrendszerben található. A Földtől a legpontosabb becslések szerint mintegy 3,5–5 kiloparszek (12000–16000 fényév) távolságra van, és erős csillagközi abszorpció (kihalás, vörösödés) takarja; emiatt az optikai megfigyelések nehezek, az infravörös és röntgentartományban végzett mérések kritikusak a vizsgálatához.
Bengt Westerlund fedezte fel 1961-ben, de a nagy fényelnyelés miatt hosszú ideig kevéssé ismert maradt. Ma már a Tejútrendszer egyik legfigyelemreméltóbb és legmasszívabb fiatal csillaghalmaza; tömege a becslések szerint több tízezer naptömeg (a számok modellektől függően ~5×104–105 M☉ nagyságrend), kora pedig mindössze néhány millió év (általában 3–6 Myr közé helyezik). Mivel a halmaz valószínűleg egyetlen, rövid ideig tartó csillagkeletkezési esemény terméke volt, a benne lévő csillagok kora és kémiai összetétele viszonylag homogén.
A nagy tömeg és a sűrűség miatt a Westerlund 1 fontos „helyi laboratórium” a csillagfejlődés, szupernóva- és tömegvesztési folyamatok tanulmányozására, valamint arra, hogy megértsük a távoli galaxisokban megfigyelt szupercsillaghalmazok tulajdonságait, amelyekhez ez a közeli példa könnyebben hozzáférhető referenciát ad.
A halmazban található különleges és ritka fejlődési állapotú, nagy tömegű csillagok száma páratlan a Galaxisban. Jellegzetes populációi (a legutóbbi felmérések alapján) például:
- hat sárga hiperóriás,
- négy vörös szuperóriás,
- körülbelül 24 Wolf-Rayet csillag,
- egy fényes kék változó (LBV-kandidát),
- számos OB szuperóriás,
- és egy szokatlan sgB[e] típusú szuperóriás, amely valószínűleg egy közelmúltbeli csillagfúzió maradványa.
Röntgenmegfigyelések egy lassan forgó, különös röntgenpulzár jelenlétét mutatták ki, amelyet ma már magnetárként (anomalous X-ray pulsar) értelmeznek: ez egy lassan forgó, rendkívül erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillag. A magnetár jelenléte arra utal, hogy a nyomában keletkezett neutroncsillag progenitora nagyon nagy tömegű volt, így a Westerlund 1 jó forrása annak, hogy megtanuljuk, milyen tömegű csillagok adnak magnetárokat és milyen környezetben következnek be ilyen végállapotok.
A halmaz belső szerkezete, tömegeloszlása és dinamikája is különleges: megfigyelések jeleznek tömegszeparációt (a nehezebb csillagok a középpont felé vándorolnak) és erősen kötött, kompakt rendszert. Ezek az adatok segítenek megérteni, hogy egy ilyen fiatal, nagy tömegű halmaz hosszabb időtávon milyen evolúciót fut be: egyes modellek szerint a Westerlund 1 a jövőben részben megőrizheti kötöttségét és gömbhalmaz-szerű maradvánnyá válhat, más forgatókönyvekben pedig fokozatosan felaprózódik vagy beolvad a galaxis lemezébe.
Megfigyelési szempontból a Westerlund 1-et leginkább infravörös, rádió- és röntgentartományban tanulmányozzák, de a nagy távcsövek és műszerek (például adaptív optikás és űrobservatóriumok) révén ma már részletes spektroszkópiai és fotometriai vizsgálatok is elérhetők. Ezekkel meghatározhatók a csillagok fizikai paraméterei (felszíni hőmérséklet, sugár, tömegvesztési ráta) és a halmaz általános tulajdonságai (össztömeg, belső dinamika, életkor).
Összefoglalva: a Westerlund 1 a Tejútrendszer egyik legértékesebb fiatal csillaghalmaza — nagy tömege, ritka és különleges csillagai, valamint a benne előforduló végállapotok (például a magnetár) miatt kulcsfontosságú a tömegívű csillagfejlődés és a halmazdinamika tanulmányozásához. Mint viszonylag közeli és jól tanulmányozható példa, fontos kapcsolatot jelent a helyi és a távoli galaxisok szupercsillaghalmazainak megértésében.
Westerlund 1: a forró OB szuperóriások általában kék fényt bocsátanak ki - azonban a látható fényű képen vörös csillagokként jelennek meg. Ez azért van, mert a csillagok kék fényét a gáz elnyelte, ami a vörösséget okozza.
Távolság és pozíció
A Wd1 túl messze van ahhoz, hogy a távolságot közvetlenül parallaxismérésekkel lehessen mérni, ezért a távolságot a csillagok várható abszolút magnitúdójából és a halmaz felé irányuló kioltás becsléséből kell meghatározni. Ezt már megtették, és különböző módszerekkel 5 kpc és 3,6 kpc becslést adtak. Ezek a becslések a Wd1-et a Tejútrendszer galaktikus sávjának külső széléhez közel helyezik.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a Westerlund 1?
V: A Westerlund 1 (Wd1, más néven Ara-halmaz) egy kompakt, fiatal szupercsillaghalmaz, amely a Tejútrendszer galaxisban található.
K: Milyen messze van a Földtől?
V: A Westerlund 1 körülbelül 3,5-5 kiloparszek (12000-16000 fényév) távolságra van a Földtől.
K: Ki fedezte fel?
V: Bengt Westerlund fedezte fel 1961-ben.
K: Milyen típusú csillagokat tartalmaz?
V: A halmaz nagyszámú ritka, kifejlődött, nagy tömegű csillagot tartalmaz, köztük hat sárga hiperóriást, négy vörös szuperóriást, 24 Wolf-Rayet csillagot, egy fényes kék változót, sok OB szuperóriást és egy szokatlan sgB[e] szuperóriás csillagot, amely egy közelmúltbeli csillagfúzió maradványa lehet.
K: Mi fog történni a Westerlund 1 csillaggal a jövőben?
V: A jövőben valószínűleg gömbhalmazzá fog fejlődni.
K: Miért hasznos ez a halmaz a csillagászok számára?
V: Amellett, hogy a Westerlund 1 a galaxis legmasszívabb és legkevésbé ismert csillagainak otthont ad, hasznos példája egy viszonylag közeli és könnyebben megfigyelhető szupercsillaghalmaznak, amely segíthet a csillagászoknak kideríteni, mi történik az extragalaktikus szupercsillaghalmazokban.
K: Milyen típusú objektumot észleltek a röntgenmegfigyelések során ezen a helyen?
V: A röntgenmegfigyelések egy különös röntgenpulzárt mutattak ki; egy lassan forgó neutroncsillagot, amely egy nagy tömegű progenitorcsillagból alakulhatott ki.
Keres