Ved hjælp af Hubble Space Telescope (HST) har astronomer observeret en supermassiv galaktisk åben klynge udpeget Westerlund 1. Resultater af undersøgelsen, der er offentliggjort 28. januar på printprintserveren arxivudbytte væsentlige detaljer vedrørende strukturen af denne klynge.
Åbne klynger (OCS), dannet fra den samme gigantiske molekylære sky, er grupper af stjerner løst gravitationsmæssigt bundet til hinanden. Det antages, at de fleste stjernedannelse finder sted i massive klynger af stjerner, kendt som Superstar Clusters (SSCS). De er meget massive unge OC’er, der normalt indeholder et meget stort antal unge, massive stjerner. Den samlede masse af en typisk SSC overstiger 10.000 solmasser.
Westerlund 1 er en supermassiv SSC placeret ca. 13.800 lysår væk. Det har en estimeret samlet masse på 50.000–100.000 solmasser og en radius på ca. 3,26 lysår. Med en anslået alder på 5-10 millioner år er Westerlund 1 en af de mest massive unge stjerneklynger i vores galakse.
På grund af sin ungdom, nærhed og rig befolkning af stjerner på tværs af en lang række masser er Westerlund 1 et fremragende sted at studere et Starburst -miljø i detaljer. Derfor besluttede et team af astronomer ledet af Lingfeng Wei fra University of California, San Diego (UCSD) at udforske denne klynge med HST.
“Westerlund 1 blev observeret med Hubble-rumteleskopet ved flere epoker for at måle ordentlige bevægelser (PMS) og i flere filtre for at få flerfarvet fotometri,” skrev forskerne i papiret.
Hubble lod Weis team måle de rette bevægelser på 10.346 observerede stjerner og bestemme deres kinematiske klyngemedlemskab. Bagefter konstruerede astronomerne det stjernesæthedskort over Westerlund 1 korrigeret af et rumligt rødmende kort og klyngemedlemskab af hver stjerne.
Baseret på det stjernesæthedskort fandt forskerne, at Westerlund 1 er langstrakt i en nordøst-sydvestlig retning, hvilket tilpasser sig det galaktiske plan. Klyngen har en excentricitet på 0,71 og en semi-major-akse i en positionsvinkel på ca. 56 grader øst for nord, som er på linje med det galaktiske plan. Desuden viste det sig, at excentriciteten falder med stigende masse.
Astronomerne antager, at den høje excentricitet i Westerlund 1 kan være arvet fra den molekylære sky, hvorfra klyngen dannede sig, eller det kan være et resultat af en formationsproces, hvor flere understrukturer fusionerede.
Undersøgelsen fandt endvidere, at Westerlund 1 har en hastighedsdispersion på ca. 3,42 km/s, hvilket er mindre end de forventede værdier for klyngen, hvis den var i virial ligevægt. Dette indikerer, at Westerlund 1 er subvirial, der peger på en usædvanligt høj stjernedannelse effektivitet (sandsynligvis over 56% ved dens dannelse) eller ineffektiv stellar feedback drevet af lokal gasudvisning, før stjerner når klyngen.
Undersøgelsen beregnet også overgangs- og afslapningstiderne for Westerlund 1, som viste sig at være henholdsvis 300.000 år og 260 millioner år. Ifølge forfatterne af papiret er Westerlund 1 10,7 millioner år gammel, som sammen med krydsning og afslapningstider betyder massesegregering for stjernerne i klyngen med masse ned til 10 solmasser.