Westerlund 1 (Wd1, nazývaná aj Ara Cluster) je kompaktná mladá superhviezdokopa. Nachádza sa v galaxii Mliečna cesta, približne 3,5-5 kiloparsekov (12000-16000 svetelných rokov) od Zeme.

Je to najhmotnejšia známa kompaktná mladá hviezdokopa v celej Miestnej skupine galaxií. Objavil ju Bengt Westerlund v roku 1961. Dlhé roky zostávala zväčša neprebádaná kvôli vysokej medzihviezdnej extinkcii (absorpcii) v jej smere. V budúcnosti sa pravdepodobne vyvinie na guľovúkopu.

Zhluk obsahuje veľké množstvo vzácnych, vyvinutých hviezd s vysokou hmotnosťou, vrátane šiestich žltých nadobrov, štyroch červených nadobrov, 24 Wolf-Rayetových hviezd, žiarivej modrej premennej, mnohých OB nadobrov a nezvyčajného nadobra sgB[e], ktorý môže byť pozostatkom nedávneho splynutia hviezd. Okrem toho röntgenové pozorovania odhalili prítomnosť zvláštneho röntgenového pulzaru, pomaly rotujúcej neutrónovej hviezdy, ktorá musela vzniknúť z progenitorovej hviezdy s vysokou hmotnosťou. Predpokladá sa, že Westerlund 1 vznikol v jednom výbuchu formovania hviezd, takže hviezdy majú podobný vek a zloženie.

Okrem toho, že Westerlund 1 hostí niektoré z najhmotnejších a najmenej pochopených hviezd v galaxii, je užitočný ako príklad relatívne blízkej, teda ľahšie pozorovateľnej superhviezdnej kopy, ktorá pomáha astronómom zistiť, čo sa deje v extragalaktických superhviezdnych kopách.

Poloha, vek a hmotnosť

Westerlund 1 leží v súhvezdí Ara a je silne zatienený prachom v rovine Mliečnej cesty, preto ho možno študovať najmä v infračervenom a röntgenovom svetle. Odhady veku tohto zhluku sa zvyčajne pohybujú v rozsahu 3–6 miliónov rokov, pričom najčastejšie uvádzaná hodnota je približne 3–5 miliónov rokov. Celková hmotnosť zhluku sa odhaduje na niekoľko 10^4 až približne 10^5 hmotností Slnka, čo ho radí medzi najhmotnejšie mladé hviezdokopy v našej galaxii.

Štruktúra a obsah

  • Klastre ako Westerlund 1 sú veľmi kompaktné — hviezdy sú sústredené v priestore s rozmermi rádovo niekoľkých parsekov, čo vedie k dynamicky hustému prostrediu a intenzívnym vzájomným interakciám.
  • Zloženie zahŕňa veľké množstvo evoluovaných masívnych hviezd: Wolf–Rayetove hviezdy, žlté a červené nadobry (hypergianty), modré premenlivé hviezdy a OB-nadobry. Taktiež bol identifikovaný objekt typu sgB[e], čo naznačuje prítomnosť hustého plynu a prachu okolo niektorých hviezd (možný pozostatok splynutia alebo silných hviezdnych výtrysków).
  • Vysoký podiel binárnych systémov medzi masívnymi hviezdami v zhluku ovplyvňuje ich vývoj — hrajú dôležitú úlohu pri hmotnostných stratách, splynutiach a vzniku kompaktnej pozostatkovej populácie (neutrónové hviezdy, čierne diery).

Pulzar / magnetar a kompaktne objekty

Röntgenové pozorovania odhalili pomaly rotujúci röntgenový pulzar (magnetar) spojený s Westerlund 1. Taký objekt je zvlášť dôležitý, pretože naznačuje, že veľmi hmotné hviezdy v tomto zhluku môžu po svojom vývoji skončiť ako neutrónové hviezdy s extrémne silným magnetickým poľom, nie výlučne ako čierne diery. Nález takéhoto kompaktneho zvyšku pomáha obmedziť predpoklady o tom, aké typy explózií a pozostatkov produkujú masívne progenitory.

Pozorovania a metódy

Vzhľadom na silné medzihviezdne zákryvy sú klasické viditeľné pozorovania málo efektívne. Preto sú pre štúdium Westerlund 1 zásadné infračervené, röntgenové a rádio pozorovania — prístroje ako VLT, Hubble (v IR režime), Spitzer, Chandra či XMM-Newton poskytujú údaje o populácii hviezd, vnútorných vetroch a kompaktnej populácii. Spektroskopia v infračervenej oblasti umožňuje určovať typy hviezd, ich rýchlosti vetra a chemické zloženie napriek prachu.

Prečo je Westerlund 1 dôležitý

  • Je to najbližší príklad veľmi hmotnej, kompaktnej "superhviezdokopy", takže poskytuje detailný pohľad na procesy, ktoré prebiehajú v podobných, no od nás vzdialenejších extragalaktických klastroch.
  • Pomáha pochopiť, ako masívne hviezdy strácajú hmotu, ako vplýva binarita na ich vývoj a aké typy pozostatkov (neutrónové hviezdy, magnetary, čierne diery) vznikajú z rôznych progenitorov.
  • Štúdium Wd1 prispieva k lepšiemu pochopeniu spätných väzieb hviezdnej radiácie a vetra do medzihviezdneho média, čo je kľúčové pre modely formovania hviezd a evolúcie galaxií.

Westerlund 1 zostáva aktívnou oblasťou výskumu: nové pozorovania v infračervenom a röntgenovom pásme, spektroskopické štúdie a dynamické modely stále upresňujú jeho vek, celkovú hmotnosť, vnútornú dynamiku a osud najhmotnejších členov. Ako relatívne blízky laboratórny prípad predstavuje cenný most medzi pozorovaniami vo vlastnej Mliečnej ceste a štúdiom superhviezdokôp v iných galaxiách.