С массой 10–16 тысяч солнечных, упакованной в объем диаметром всего лишь трех световых лет, скопление молодых звезд в туманности NGC 3603 является одним из самых компактных звездных скоплений в нашей Галактике, - идеальное место для проверки теорий формирования звездных скоплений.

Туманность NGC 3603. В центе отмечено изучаемое звездное скопление. Фото NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA)

Звездное скопление — группа гравитационно связанных между собой звезд, имеющих общее происхождение и движущихся в гравитационном поле галактики как единое целое.

Звезды рождаются из гигантских облаков газа и пыли. В случае с областью звездообразования в NGC 3603, региона, где облака пыли и газа были необычайно массивны и компактны, этот процесс прошел особенно быстро и интенсивно. Большинство материи облака оказалось сосредоточено внутри горячих молодых звезд и сохранило большую часть своего первоначального притяжения. В долгосрочной перспективе такое массивное компактное скопление может эволюционировать в шаровое, в котором плотно упакованные звезды удерживаются вместе под действием силы тяжести в течение миллиардов лет.

Группа астрономов из института Макса Планка в Гейдельберге и Кельнского университета провели исследование скопления молодых звезд в туманности NGC 3603, пытаясь определить, существует ли у этих звезд свое собственное движение. Такое исследование могло бы определить поведение звезд на начальных этапах существования.

Туманность NGC 3603 находится на расстоянии около 20 000 световых лет от Солнца. Это достаточно далеко, чтобы делать измерения в движении звезд. Ученым пришлось сравнивать изображения одного и того же участка неба, сделанные на протяжении десяти лет.

В своем исследовании команда астрономов использовала архивные данные, полученные камерой Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2), которая была установлена на космическом телескопе «Хаббл», с июля 1997 года по сентябрь 2007 года. Затем в течение двух лет астрономы тщательно анализировали отобранные снимки. Это была кропотливая работа. Точность измерения составляла 27 миллионных долей угловых секунды в год. Угол невероятно мал: к примеру, если объект сдвинется в сторону на толщину человеческого волоса, который рассматривают с расстояния 800 километров.

Динамика движения звезд

Однако исследователи смогли измерить точную скорость более 800 звезд в скоплении. Около 50 звезд на переднем плане оказались не относящимися к скоплению, но более 700 звезд разной массы были признаны его жителями. Результаты движения некоторых из этих звезд удивительны: звезды с массой от 1,7 до 9 солнечных демонстрировали одинаковый разброс по скорости, смещаясь в среднем на 4,5 км за секунду, что соответствует изменению видимого положения на 14 угловых микросекунд в год, то есть до сих пор не «успокоились» и имеют собственное движение по отношению к самому скоплению. Собственные скорости звезд не зависят от их массы и, следовательно, по-прежнему отражают условия с момента образования звезд из газопылевых сгустков около миллиона лет назад.