Astronomie je věda o pozorování. Na rozdíl od biologů nebo chemiků nemohou astronomové s objekty, které studují, manipulovat. A proti noční obloze, jejíž hvězdní obyvatelé vypadají všichni identicky, je obtížné měřit i jednoduché věci o hvězdě, jako je její vzdálenost a jas.
To je důvod, proč se astronomové obracejí ke hvězdokupám, gravitačně vázaným sbírkám hvězd, které byly vytvořeny zhruba ve stejnou dobu a ze stejného materiálu. Takové hvězdokupy jsou tím nejbližším, co mají astronomové k řízenému laboratornímu prostředí.
"Všechny hvězdy v kupě jsou ve stejné vzdálenosti, takže můžete porovnávat jasnost, aniž byste se museli starat o to, zda hvězda, která se zdá slabá, je ve skutečnosti velmi jasná, ale jen daleko," řekl Carlton Pryor, odborník na hvězdokupy z Rutgers University. v New Jersey.
Otevřené a kulovité
Astronomové rozeznávají dva základní typy hvězdokup: kulové a otevřené. Kulové hvězdokupy jsou těsné kulové svazky tvořené stovkami tisíc starých hvězd zrozených v prvních letech formování naší galaxie. Naproti tomu otevřené hvězdokupy mají nepravidelný tvar a skládají se z mladších, volněji poskládaných sbírek hvězd.
Hubbleův vesmírný dalekohled nedávno pořídil dosud nejpodrobnější snímky NGC 265 a NGC 290, dvou otevřených hvězdokup nacházejících se 200 000 světelných let daleko v Malém Magellanově mračnu, trpasličí galaxii, která obíhá naši vlastní Mléčnou dráhu.
Obrázky ukazují volně pletené shluky hvězd v barvách od modré po červenou. I když jsou barvy hezké na pohled, jsou pro astronomy důležitým vodítkem o rozložení hmoty hvězd v kupě. Modré hvězdy jsou hmotné a velmi horké, zatímco oranžové až načervenalé hvězdy jsou menší a chladnější.
Naproti tomu kulové hvězdokupy mají tendenci být méně pestré a skládají se převážně z mrtvých nebo velmi starých hvězd, některé jen o několik set milionů let mladší než samotný vesmír, jehož stáří je asi 13,7 miliard let. Jejich hvězdy také bývají menší, protože všechny velké hvězdy buď explodovaly jako supernova, nebo se scvrkly na bílé trpaslíky. Kulové hvězdokupy mají také vysokou koncentraci červených trpaslíků, malých, matných hvězd, které mohou hořet miliardy let.
Význam pro astronomii
Hvězdokupy se ukázaly jako klíčové pro odhalení tajemství hvězdné evoluce a pro zodpovězení základních otázek o tom, jak se formují galaxie a dokonce i kdy vznikl vesmír.
"Pokud chcete vidět, jak lidé rostou, můžete buď sledovat osobu po celý život, nebo se můžete podívat na různé populace lidí - od dětí po staré lidi - a porovnat je," vysvětlil Pryor.
Protože životnost hvězdy může být miliardy let, musí astronomové použít druhý přístup. Pozorují hvězdokupy různého stáří, od prastarých kulových hvězdokup po nově vytvořené otevřené hvězdokupy, stejně jako vše mezi tím, a pak je porovnávají.
Pomocí této metody mohou vědci získat představu o tom, jaká byla rychlost tvorby hvězd během různých fází vývoje naší galaxie a jaké bylo její chemické složení v různých časových bodech.
"Kulové hvězdokupy jsou poměrně chudé na kovy, zatímco otevřené hvězdokupy jsou relativně bohaté na kovy," řekl Soeren z Larson Utrecht University v Nizozemsku, který se podílel na analýze nových snímků z HST. "To je v souladu s myšlenkou, že globální klastry se vytvořily velmi brzy."
Během raných fází vývoje naší galaxie byly nejhojnějšími chemickými prvky vodík a helium. Když se hvězdy vznítily a hořely, produkovaly těžší kovové prvky, které byly začleněny do pozdějších generací hvězd.
na našem místě
Hvězdokupy také poskytly astronomům první náznaky, že naše sluneční soustava se nenachází ve středu Mléčné dráhy, jak se běžně myslelo až do 30. let 20. století, ale ve skutečnosti dále, blízko okraje.
Jedním z prvních náznaků toho bylo pozorování, že kulové hvězdokupy nejsou na noční obloze rovnoměrně rozmístěny.
"Pokud zakreslíte rozložení hvězdokup, zjistíte, že téměř všechny jsou na jedné straně oblohy a jsou soustředěny v souhvězdí Střelce na letní obloze," vysvětlil Pryor.
Pokud by se naše Slunce skutečně nacházelo uprostřed Mléčné dráhy, kulové hvězdokupy by měly být na obloze rozmístěny rovnoměrněji, protože se nejčastěji vyskytují obíhající kolem středů galaxií.
Kulové hvězdokupy byly také brzkým signálem pro astronomy, že jejich odhady stáří vesmíru byly mimo.
Výpočty založené na raných odhadech Hubbleovy konstanty naznačovaly, že vesmír byl starý jen asi 10 miliard let, ale některé kulové hvězdokupy se zdály být staré 12 až 15 miliard let.
"Kulové hvězdokupy jsou staré a dávají nám limit na stáří vesmíru," řekl Pryor. "Vesmír nemůže být mladší než nejstarší hvězdokupa."
