Čo je otvorená hviezdokopa? Definícia, vznik, vlastnosti a príklady

Otvorená hviezdokopa, známa aj ako galaktická hviezdokopa, je skupina niekoľkých stoviek až niekoľkých tisíc hviezd, ktoré vznikli spoločne z toho istého obrovského molekulárneho mračna. Členovia takejto kopy majú približne rovnaký vek a podobné chemické zloženie, čo ju odlišuje od náhodného združenia hviezd na oblohe.

Vznik a rané štádium

Otvorené hviezdokopy sa formujú pri kolapse hustých častí molekulárnych mračien. Mnohé mladé kopy zostávajú ešte po istý čas zatiahnuté v plynnom oblaku — sú to tzv. embedded (zabudnuté) alebo vložené zhluky. Intenzívne žiarenie a hviezdne vetry mladých masívnych hviezd ionizujú okolitý plyn a vytvoria oblasť H II, pričom tlak žiarenia časom plyn rozháňa. Typicky sa pri tvorbe hviezd premení len časť hmotnosti mračna na hviezdy — často okolo 10 % — a zvyšný plyn sa odfúkne, čo môže viesť k rýchlej strate viazanej hmoty a čiastočnému rozpadaniu kopy (tzv. „infant mortality“).

Vlastnosti a štruktúra

Otvorené hviezdokopy sú voľne viazané gravitačne; ich typické rozmere sú rádovo niekoľko parsekov a obsahujú od desiatok do niekoľkých tisíc hviezd. Majú široké spektrum hmotností a hustôt — od riedkych assoociácií až po hustejšie, dlhšie prežívajúce kopy. V členských hviezdach možno často pozorovať hlavne hlavnej postupnosti a pri starších kópoch sa objavuje tzv. „turn-off“ bod, ktorý umožňuje určiť vek kopy z farebno–jasnostného diagramu.

Životnosť a faktory zániku

V galaxii Mliečna dráha bolo objavených viac ako 1100 otvorených hviezdokôp a predpokladá sa, že ich reálny počet je omnoho vyšší, keďže mnohé sú zakryté prachom alebo vzdialené. Otvorené zhluky sú vystavené rušivým vplyvom — blízkym stretnutiam s inými zhlukmi alebo s molekulárnymi mračnami, galaktickému prítlačnému poli a priečneho pôsobenia ramien v diskovej časti galaxie. Tieto vplyvy vedú k postupnému uvoľňovaniu členov (evaporácii) a nakoniec k rozpadu kopy. V dôsledku toho väčšina otvorených hviezdokôp prežije iba stovky miliónov rokov; tie najmasívnejšie a hustejšie však môžu pretrvať aj niekoľko miliárd rokov.

Rozdiel oproti guľovým hviezdokopám a distribúcia

Na rozdiel od guľových hviezdokôp, ktoré sú oveľa hmotnejšie a hustejšie (a preto gravitačne pevnejšie späté), otvorené hviezdokopy sa nachádzajú prevažne v diskoch galaxií. Otvorené kopy sú pozorované najmä v špirálových a nepravidelných galaxiách, kde prebieha aktívna tvorba hviezd. V extragalaktickom prostredí (napríklad v Malom a Veľkom Magellanovom mračnu) sa nachádzajú tiež početné otvorené kopy a mladé hviezdne zhluky.

Prečo sú dôležité pre astronómiu

Otvorené hviezdokopy sú kľúčovými objektmi pri štúdiu hviezdneho vývoja. Keďže ich členovia majú podobný vek a chemické zloženie, umožňujú presnejšie odmerať vzdialenosť, vek a metalicitu než náhodné, izolované hviezdy. Farebno–jasnostné diagramy (CMD) a analýza hlavnej postupnosti umožňujú určiť vek celej kopy podľa polohy odbočenia hviezd z hlavnej postupnosti. Sú často používané pri kalibrácii hviezdnych evolučných modelov a pri skúmaní počiatočnej funkcie hmotnosti (IMF).