Cụm sao Arches

Ảnh chụp Cụm sao Arches bởi Tổ chức Nghiên cứu vũ trụ châu Âu tại bán cầu Nam

Cụm sao Arches được biết đến là cụm sao dày đặc nhất trong dải Ngân Hà nằm cách 100 năm ánh sáng từ trung tâm dải Ngân Hà, nằm cách 25.000 năm ánh sáng tới Mặt Trời, trong chòm sao Sagittarius. Do khu vực này có rất nhiều khí bụi nên cụm sao Arches bị tiêu quang cực mạnh, chỉ có thể được quan sát thấy trong dải tia X, tia hồng ngoại và sóng vô tuyến. Bán kính của cụm sao này vào khoảng 1 năm ánh sáng. Nó chứa khoảng 150 ngôi sao trẻ, nóng, lớn và nặng hơn rất nhiều lần Mặt Trời. 150 ngôi sao trong cụm sao này là một trong các ngôi sao chói sáng nhất đã được phát hiện trong dải Ngân Hà^[1][2]. Chúng chỉ tồn tại trong vài triệu năm trước khi cạn kiệt nguồn nhiên liệu hydro, do độ sáng cực cao của mình, và trở thành các siêu tân tinh. Do chu kỳ sống ngắn của các ngôi sao này nên khí giữa các sao chứa một lượng cao bất thường các nguyên tố nặng, được sinh ra bởi các thế hệ sao sớm hơn. Cụm sao này cũng chứa khí nóng, được sản xuất ra trong các sốc bởi những va chạm giữa những cơn gió sao khổng lồ, có vận tốc lớn thổi ra từ các ngôi sao.

Cùng với cụm sao Quintuplet, cụm sao Arches là một trong những cụm sao nặng, trẻ trong khu vực, có tuổi từ 2 đến 4 triệu năm. Mặc dù lớn hơn và dày đặc hơn cụm sao Quintuplet nhưng cụm sao Arches có vẻ hơi nhỏ. Các ngôi sao lớn nhất có vẻ không nhích ra khỏi dải chính trong khi cụm sao Quintuplet lại có những ngôi sao siêu khổng lồ đỏ và các sao biến quang. Quá trình tiến hóa của các sao trong cụm sao Arches sẽ trở thành siêu tân tinh, sao neutron hoặc lỗ đen, hoặc bị hút vào trong lỗ đen ở trung tâm Ngân Hà.

Công trình của Donald Figer, một nhà thiên văn học tại Viện Công nghệ Rochester cho thấy rằng 150 khối lượng Mặt Trời (M) là giới hạn trên của khối lượng sao trong kỷ nguyên hiện nay của vũ trụ^[3]. Ông đã sử dụng kính viễn vọng không gian Hubble để quan sát một ngàn sao trong cụm sao Arches và thấy không có một ngôi sao nào vượt quá giới hạn trên đó mặc dù theo dự kiến thống kê là có một số ngôi sao như vậy. Tuy nhiên, nghiên cứu sau này chứng minh rằng độ nhạy cảm rất cao của các khối lượng sao được tính toán theo các luật tiêu quang được sử dụng để suy ra khối lượng, có thể ảnh hưởng tới giới hạn trên của khối lượng tới khoảng 30% khi sử dụng các luật tiêu quang khác nhau^[4] (có lẽ từ 150 M tới khoảng 100 M).

Ảnh của Cụm sao Arches.

Các ngôi sao

Tên sao (B=Blum,F=Figer)	Nhóm quang phổ	Cấp sao tuyệt đối	Nhiệt độ (K)	Khối lượng M☉	Bán kính R☉	Độ sáng L☉	Tuổi (Myr)[5]
B1	WN8-9h	−10.1	31,700	50 - 60	32	930,000	~1.8 - 2.5
F1	WN8-9h	−11.0	33,200	101 - 119	43	2,000,000	~1.8 - 2.5
F2	WN8-9h	−10.2	33,500	42 - 49	30	1,000,000	~1.8 - 2.5
F3	WN8-9h	−10.5	29,600	52 - 63	43	1,270,000	~1.8 - 2.5
F4	WN7-8h	−11.0	36,800	66 - 76	35	2,000,000	~1.8 - 2.5
F5	WN8-9h	−10.1	32,100	31 - 36	31	920,000	~1.8 - 2.5
F6	WN8-9h	−11.1	33,900	101 - 119	44	2,200,000	~1.8 - 2.5
F7	WN8-9h	−11.0	32,900	86 - 102	44	2,040,000	~1.8 - 2.5
F8	WN8-9h	−10.5	32,900	43 - 51	35	1,300,000	~1.8 - 2.5
F9	WN8-9h	−11.1	36,600	111 - 131	38	2,330,000	~1.8 - 2.5
F10	O4-6If^+	−10.1	32,200	55 - 69	24	550,000	~1.8 - 2.5
F12	WN7-8h	−10.8	36,900	70 - 82	31	1,600,000	~1.8 - 2.5
F14	WN8-9h	−10.2	34,500	54 - 65	28	1,000,000	~1.8 - 2.5
F15	O4-6If^+	−10.6	35,600	80 - 97	32	1,480,000	~1.8 - 2.5
F16	WN8-9h	−10.0	32,200	46 - 56	29	810,000	~1.8 - 2.5
F18	O4-6I	−10.4	36,900	67 - 82	26	1,130,000	~1.8 - 2.5
F20	O4-6I	−10.0	38,200	47 - 57	21	850,000	~1.8 - 2.5
F21	O4-6I	−10.1	35,500	56 - 70	25	900,000	~1.8 - 2.5
F28	O4-6I	−10.1	39,600	57 - 72	23	1,170,000	~1.8 - 2.5

Liên kết ngoài

1. “Hubble Peers into the Most Crowded Place in the Milky Way”. Truy cập ngày 29 tháng 5 năm 2015.
2. Espinoza, P.; Selman, F. J.; Melnick, J. (tháng 7 năm 2009). “The massive star initial mass function of the Arches cluster”. Astronomy and Astrophysics. 504 (2): 563–583. arXiv:0903.2222. Bibcode:2009A&A...501..563E. doi:10.1051/0004-6361/20078597. Truy cập ngày 5 tháng 12 năm 2014. Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |access-date= (trợ giúp)
3. “NASA's Hubble Weighs in on the Heaviest Stars in the Galaxy”. NASA News. 9 tháng 3 năm 2005. Bản gốc lưu trữ ngày 10 tháng 4 năm 2020. Truy cập ngày 4 tháng 8 năm 2006.
4. Habibi, M.; Stolte, A.; Brandner, W.; Hußmann, B.; Motohara, K. (tháng 8 năm 2013). “The Arches cluster out to its tidal radius: dynamical mass segregation and the effect of the extinction law on the stellar mass function”. Astronomy and Astrophysics. 556 (A26). arXiv:1212.3355. Bibcode:2013A&A...556A..26H. doi:10.1051/0004-6361/201220556. Truy cập ngày 5 tháng 12 năm 2014. Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |access-date= (trợ giúp)
5. http://pacrowther.staff.shef.ac.uk/R136.pdf