Звездное скопление Вестерлунд 1: Хаббл раскрывает подробную структуру

Изображение Westerlund 1 в псевдоцветах, полученное космическим телескопом «Хаббл» с помощью WFC3-IR. Автор: Wei et al., 2025.

Открытые скопления (OC), образованные из одного и того же гигантского молекулярного облака, представляют собой группы звезд, слабо гравитационно связанных друг с другом. Предполагается, что большая часть звездообразования происходит в массивных скоплениях звезд, известных как суперзвездные скопления (SSC). Это очень массивные молодые OC, обычно содержащие очень большое количество молодых массивных звезд. Общая масса типичного SSC превышает 10 000 солнечных масс.

Westerlund 1 — сверхмассивное SSC, расположенное на расстоянии около 13 800 световых лет. Его предполагаемая общая масса составляет 50 000–100 000 солнечных масс, а радиус — около 3,26 световых лет. С предполагаемым возрастом 5–10 миллионов лет Westerlund 1 является одним из самых массивных молодых звездных скоплений в нашей галактике.

Благодаря своей молодости, близости и богатой популяции звезд в широком диапазоне масс, Westerlund 1 является прекрасным местом для детального изучения среды звездообразования. Вот почему группа астрономов под руководством Линфэна Вэя из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) решила исследовать это скопление с помощью HST.

«Westerlund 1 наблюдался с помощью космического телескопа «Хаббл» в различные эпохи для измерения собственных движений (СД) и с использованием нескольких фильтров для получения многоцветной фотометрии», — пишут исследователи в статье.

Хаббл позволил команде Вэя измерить собственные движения 10 346 наблюдаемых звезд и определить их кинематическое членство в кластере. После этого астрономы построили карту звездной плотности Westerlund 1, скорректированную с помощью пространственной карты покраснения и членства в кластере каждой звезды.

На основе карты звездной плотности исследователи обнаружили, что Westerlund 1 вытянут в направлении северо-восток-юго-запад, совпадая с галактической плоскостью. Скопление имеет эксцентриситет 0,71 и большую полуось под углом положения около 56 градусов к востоку от севера, что совпадает с галактической плоскостью. Более того, оказалось, что эксцентриситет уменьшается с увеличением массы.

Астрономы предполагают, что высокий эксцентриситет Westerlund 1 может быть унаследован от молекулярного облака, из которого образовалось скопление, или может быть результатом процесса формирования, в ходе которого произошло слияние нескольких субструктур.

Кроме того, исследование показало, что Westerlund 1 имеет дисперсию скоростей приблизительно 3,42 км/с, что меньше значений, ожидаемых для скопления, если бы оно находилось в вириальном равновесии. Это указывает на то, что Westerlund 1 является субвириальным, что указывает на исключительно высокую эффективность звездообразования (вероятно, выше 56% при его формировании) или неэффективную звездную обратную связь, вызванную локальным выбросом газа до того, как звезды достигнут скопления.

В исследовании также были рассчитаны времена пересечения и релаксации для Westerlund 1, которые составили 300 000 лет и 260 миллионов лет соответственно. По мнению авторов статьи, возраст Westerlund 1 составляет 10,7 миллионов лет, что вместе со временем пересечения и релаксации означает массовую сегрегацию для звезд в скоплении с массой до 10 солнечных масс.

Больше информации: Lingfeng Wei et al, Structure and Dynamics of the Young Massive Star Cluster Westerlund 1, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2501.16755