Vlastnosti otevřených hvězdokup

Složení hvězdokup

Otevřené hvězdokupy jsou fyzikálně příbuzné skupiny hvězd, které drží pohromadě vzájemnou gravitační přitažlivostí. Proto se rozprostírají v omezené oblasti vesmíru, typicky mnohem menší než je jejich vzdálenost od nás, takže se všechny nacházejí zhruba ve stejné vzdálenosti. Pravděpodobně vznikly z rozsáhlých kosmických mračen plynu a prachu (reflexní mlhoviny) v Galaxii a pokračovaly v obíhání Galaxie. V mnoha mračnech, která jsou vidět jako jasné reflexní mlhoviny, dochází stále ke tvorbě hvězd, a tak můžeme pozorovat vytváření velmi mladých hvězdokup. Proces vytváření zabírá pouze značně krátký čas v porovnání z životností hvězdokupy, a tak jsou všechny podobného stáří. Většina hvězd se vytvořila ze stejné reflexní mlhoviny, a tak mají podobné počáteční chemické složení.

Otevřená hvězdokupa Plejády (M45, NGC 1432, Kuřátka, Sedm sester, Subaru) v souhvězdí Býka (Taurus). Podle záznamů patří k nejstarším známým objektům na obloze. Hvězdy tvořící Plejády jsou od nás vzdáleny 120 pc a zaujímají prostor o rozměru 6 pc.

Otevřené hvězdokupy jsou velmi zajímavé pro astrofyziky, z důvodu těchto vlastností:

1. hvězdy ve hvězdokupě jsou přibližně ve stejné vzdálenosti,
2. hvězdy mají zhruba stejné stáří,
3. hvězdy mají podobné chemické složení,
4. hvězdy mají rozdílnou hmotnost, pohybující se od 80 – 100 hmotností Slunce pro nejhmotnější hvězdy ve velmi mladých hvězdokupách, k méně než 0,08 hmotností Slunce.
   (Údaj o hmotnostech 80 – 100 hmotností Slunce se vztahuje spíše k hvězdokupám mimo naši Galaxii.)

Vzdálenost hvězdokup

Otevřené hvězdokupy představují vzorek hvězd konstatního věku a/nebo stejného chemického složení. To se hodí pro studium s ohledem na hvězdnou strukturu a vývoj a ke stanovení obrysů mnoha stavových diagramů jako například barevný diagram (CMD) nebo Hertzsprungův – Russelův diagram (HRD). Tyto diagramy vycházejí z údajů u blízkých hvězd s dostatečně dobře známou vzdáleností nebo z teorie hvězdného vývoje. Porovnání s naměřenými CMD diagramy hvězdokup nám poskytuje možnost určit vzdálenost hvězdokup. Porovnáním jejich HR diagramů s hvězdnou teorií dovoluje s určitou přesností určit věk hvězdokupy. Skutečnost, že mohou být všechny HRD diagramy vysvětleny teorií hvězdného vývoje, dává přesvědčivý důkaz pro tuto teorii a kromě toho neodporuje fyzikálním zákonům včetně jaderné a atomové fyziky, kvantové fyziky a termodynamiky.

Barevný diagram otevřené hvězdokupy M41 (NGC 2287). Symboly uvádějí členství hvězdy ve hvězdokupě (vyplněné čtverečky, méně než 50 % sounáležitost (přináležitost) k hvězdokupě; prázdné čtverečky, méně než 50 %; křížek, bez informace). Spojitá křivka je teoretická izochrona pro 240 miliónů let. Čárkovaná křivka je stejná izochrona posunutá o 0,75 mag napodobující hranicí mez dvojhězd. Obě křivky zobrazují hlavní skupiny posloupnosti a celkem dobře reprodukují pozorovanou morfologii.

Barevný diagram otevřené hvězdokupy M67 (NGC 2682). Na tomto diagramu je dobře obsazena hlavní posloupnost. Horní hlavní sekvence je zakřivená doprava (červenější barva) vlivem hvězdného vývoje. Význam symbolů jako u vedlejšího diagramu. Tloušťka hlavní sekvence je dána přítomností dvojhvězd.

V Galaxii známe přes 1 100 otevřených hvězdokup a je to pravděpodobně pouze malé procento celkové populace, která bude nejspíš o několik řádů vyšší; odhaduje se až 100 000 otevřených hvězdokup, které se mohou nalézat v Galaxii.

Životnost hvězdokup

Otevřené hvězdokupy se vyznačují krátkou životností. Při společném pohybu prostorem opouštějí někteří členové hvězdokupu (tzv. vypařování hvězdokupy), a to následkem změny rychlosti vzájemným přiblížením, slapovými silami v gravitačním poli Galaxie, případně srážkami s hvězdami a mezihvězdnými mračny křižujícími jejich cestu. Průměrná otevřená hvězdokupa má většinu svých hvězdných členů po několik stovek milionů let; pouze několik z nich dosahuje stáří miliard let. Opuštěné jednotlivé hvězdy pokračují v obíhání Galaxie.