Zvětšit obrázek

Mléčná dráha a její spirální ramena. Rameno Sagittarius (Střelec) se označuje i jako rameno Sagittarius-Carina (Střelec-Lodní kýl). V něm se nachází otevřená hvězdokupa NGC 3603. Kredit: JPL/NASA

V jednom ze spirálních galaktických ramen, pojmenovaném rameno Střelce a Lodního kýlu, ve vzdálenosti 20 000 světelných let, se nachází otevřená hvězdokupa NGC 3603, kterou již před 176 lety objevil William Herschel. Patří mezi nejkompaktnější hvězdná seskupení, jehož hmota odpovídající 10 000 Sluncí se koncentruje do prostoru o průměru pouhých tří světelných let. V bezprostředním okolí naší Sluneční soustavy se ve stejně velkém prostoru nachází průměrně jenom jedna hvězda. Hvězdokupu NGC 3603 navíc obklopuje gigantický oblak plynů, část původního mnohem většího monstra. Kolaps jeho centrální části vytvořil velké seskupení mladých, často velmi hmotných a zářivých hvězd. Jejich sluneční vítr pročistil okolí a tak je na ně dobrý výhled. Oblasti přilehlých zářivých mlhovin jsou ale stále kolébkami zrodu dalších hvězd a část plynného oblaku zatím jenom čeká na své zhroucení do hvězdotvorné fáze. NGC 3603 tak představuje ideální cíl pro studium vzniku a vývoje hvězdokup.

Tým vědců z Astronomického ústavu Maxe Plancka v Heidelbergu a University v Kolíně nad Rýnem, vedený Wolfgangem Brandnerem, zaměřil svou pozornost, ale zejména optiku velkých dalekohledů na "menší" (1,7 až 9 krát hmotnější než Slunce) mladé hvězdy hvězdokupy NGC 3603. Na začátku měli k dispozici kvalitní Hubbleovy záběry z roku 1997. Mezitím ale vesmírní teleskop prošel omlazovací kúrou, proto novější snímky hvězdokupy již astronomové pořídili ze Země pomocí stejné kamery a se stejnými filtry, jako měl kdysi Hubble. Pak záběry podrobili detailnímu porovnávání a měření ve snaze vydolovat informace o změnách poloh jednotlivých hvězd.

Zvětšit obrázek

Dvě desetiletí odhalování tajemství vesmíru přes optiku úžasného Hubblova teleskopu umožňuje porovnávat jeho starší snímky konkrétních oblastí s těmi, o několik let novějšími. I když je tento časový rozdíl ve vesmírném věku zanedbatelně krátkým okamžikem, přece jenom umožňuje sledovat některé změny, které ostrému zraku výkonných dalekohledů neunikly.

„Naše měření mají přesnost 27 miliontin obloukové vteřiny za rok. Tento malý úhel odpovídá tloušťce lidského vlasu pozorované ze vzdálenosti 800 km," přibližuje citlivost metody Boyke Rochau z Ústavu Maxe Plancka, pro kterého je výzkum částí jeho dizertační práce.

Detailní analýzy trvaly 2 roky a vědcům se podařilo změřit změny polohy u 800 mladých hvězd. Padesát z nich museli vyloučit, protože nepatřily ke hvězdokupě, ale do jejího obrazu se promítají z pozadí. Zůstalo však přes 700 těch, jež do hvězdokupy patří. Změny jejich poloh prozrazují, že rychlosti pohybů nejsou závislé od hmotností, jak by to odpovídalo již gravitačně konsolidovanému systému, ale ještě stále odrážejí podmínky, které panovaly před asi milionem let, v době, kdy většina hvězd centrálního seskupení vznikala.

Zvětšit obrázek

Otevřená hvězdokupa NGC 3603 s centrálním kompaktním seskupením hvězd. Jejich rychlosti prozrazují, že vzájemná gravitace zatím nezvítězila nad počátečným chaosem. Kredit: NASA, ESA/ Hubble Heritage

V případě kolapsu tak obrovské masy plynů, která umožnila vznik této impozantní hvězdokupy, děje probíhají z pohledu vesmírného věku překotně rychle. Vznikající hvězdy dostávají do vínku i hybnost kolabující hmoty. Vzájemné gravitační působení ale po dlouhém čase může vše umravnit a z otevřené hvězdokupy, kde si neposedné mladé hvězdy dovádějí z přebytku energie, se stane kulová hvězdokupa. V ní tisíce, ale někdy i stovky tisíců (např. M13 v Herkulovi) hvězd uvězní vzájemná gravitace na miliardy let do obrovského kulovitého seskupení. Jako když hejno dětí z dětského hřiště posadíte podle zasedacího řádu do lavic.

Není to ale jediný možný scénář. U větších, ale méně hmotných a hustých plynných oblaků jenom asi 10 % hmoty zkolabuje a vytvoří hvězdy. Zbylý plyn pak hvězdný vítr rozfouká. Gravitace v takové mladé hvězdokupě nezvládne ubrzdit velké počáteční rychlosti hvězd a spoutat je do navzájem provázaného systému. Ty pak ze svého hnízda postupně odplují pryč. Což se může podařit i některým hvězdám z otevřených hvězdokup, které gravitace časem promění ve hvězdokupy kulové. 

Video, na kterém se překlikávají dva snímky stejného zorného pole v centrální oblasti otevřené hvězdokupy NGC 3603. První pořídil v roce 1997 Hubblov teleskop, tu druhou o deset let později němečtí astronomové pomocí stejné kamery, aby získali co nejlepší možnost porovnání. Po stranách jsou detaily tří okrajových oblastí, kde vlastní rychlý pohyb mladých hvězd vzhledem ke svému okolí je dobře viditelný. Při posuzování rozdílů v poloze je nutné si uvědomit, že vše se odehrává ve vzdálenosti, kterou světlo urazí za 20 tisíc let, a tedy zaznamenané rychlosti hvězd jsou vskutku velké. 

Zdroj: stránka ESA/Hubble