In de nachtelijke hemel zie je bij helder weer veel kleine lichtgevende lichtjes - sterren. In feite kunnen hun afmetingen enorm zijn en honderden of zelfs duizenden keren groter dan de grootte van de aarde. Ze kunnen geïsoleerd bestaan, maar vormen soms een sterrenhoop.
Wat zijn sterren?
Een ster is een enorme gasbal. Het kan worden vastgehouden door de kracht van zijn eigen zwaartekracht. De stellaire massa is meestal groter dan de planetaire massa. Binnenin vinden thermonucleaire reacties plaats, die bijdragen aan de emissie van licht.
Sterren worden voornamelijk gevormd uit waterstof en helium, maar ook uit stof. Hun interne temperatuur kan miljoenen Kelvin bereiken, hoewel de externe temperatuur veel lager is. De belangrijkste kenmerken voor het meten van deze gasballen zijn: massa, straal en lichtkracht, dat wil zeggen energie.
Met het blote oog kan een persoon ongeveer zesduizend sterren zien (drieduizend op elk halfrond). Het dichtst bij de aarde zien we alleen overdag - dit is de zon. Het ligt op een afstand van 150 miljoen kilometer. De ster die het dichtst bij ons zonnestelsel staat heet Proxima Centauri.
Geboorte van sterren en clusters
Stof en gas, die in onbeperkte hoeveelheden aanwezig zijn in de interstellaire ruimte, kunnen worden samengeperst onder invloed van zwaartekracht. Hoe strakker ze worden samengedrukt, hoe groter de temperatuur die binnenin wordt gevormd. Naarmate de materie condenseert, wint het aan massa, en als het voldoende is om een kernreactie uit te voeren, dan zal er een ster verschijnen.
Vanuit een gas- en stofwolk worden vaak meerdere sterren tegelijk gevormd, die elkaar in een zwaartekrachtveld vangen en sterrenstelsels vormen. Zo zijn er dubbele, driedubbele en andere systemen. Meer dan tien sterren vormen een cluster.
Een sterrenhoop is een groep sterren van gemeenschappelijke oorsprong, die door zwaartekracht met elkaar zijn verbonden en in het veld van de melkweg als geheel bewegen. Ze zijn verdeeld in bolvormig en verspreid. Naast sterren kunnen clusters ook gas en stof bevatten. Verenigd door een gemeenschappelijke oorsprong, maar niet verbonden door de zwaartekracht, worden groepen hemellichamen sterassociaties genoemd.
Ontdekkingsgeschiedenis
Mensen kijken al sinds de oudheid naar de nachtelijke hemel. Lange tijd werd echter aangenomen dat de hemellichamen gelijkmatig over de uitgestrektheid van het heelal zijn verdeeld. In de 18e eeuw daagde astronoom William Herschel de wetenschap opnieuw uit door te zeggen dat sommige gebieden duidelijk meer sterren hadden dan andere.
Een beetje eerder merkte zijn collega Charles Messier het bestaan van nevels in de lucht op. Ze bekijken door een telescoop, HerschelIk kwam erachter dat dit niet altijd het geval is. Hij zag dat een stellaire nevel soms een cluster van sterren is die met het blote oog vlekken lijken te zijn. Hij noemde wat hij vond 'hopen'. Later werd een andere naam bedacht voor deze fenomenen van de melkweg - sterrenhopen.
Herschel slaagde erin om ongeveer tweeduizend clusters te beschrijven. In de 19e eeuw stelden astronomen vast dat ze verschilden in vorm en grootte. Vervolgens werden bolvormige en open clusters geïdentificeerd. Een gedetailleerde studie van deze verschijnselen begon pas in de twintigste eeuw.
Open clusters
Clusters verschillen onderling in aantal sterren en vorm. Een open sterrenhoop kan tien tot enkele duizenden sterren bevatten. Ze zijn vrij jong, hun leeftijd is misschien maar een paar miljoen jaar. Zo'n sterrenhoop heeft geen goed gedefinieerde grenzen, het wordt meestal gevonden in spiraalvormige en onregelmatige sterrenstelsels.
Er zijn ongeveer 1100 clusters ontdekt in onze melkweg. Ze leven niet lang, omdat hun zwaartekrachtverbinding zwak is en gemakkelijk kan worden verbroken door de passage in de buurt van gaswolken of andere ophopingen. "Verloren" sterren worden single.
Clusters worden vaak gevonden op spiraalarmen en in de buurt van galactische vlakken - waar de gasconcentratie groter is. Ze hebben ongelijke, vormeloze randen en een dichte, goed gedefinieerde kern. Open sterrenhopen worden geclassificeerd op basis van dichtheid, verschillen in de helderheid van interne sterren en onderscheid in vergelijking met hun omgeving.
Balclusters
In tegenstelling tot open sterrenhopen hebben bolvormige sterrenhopen een duidelijke bolvorm. Hun sterren zijn veel nauwer gebonden door de zwaartekracht en draaien rond het galactische centrum en fungeren als satellieten. De leeftijd van deze clusters is vele malen groter dan de verspreide clusters, variërend van 10 miljard jaar en meer. Maar ze zijn aanzienlijk inferieur in aantal, er zijn tot nu toe ongeveer 160 bolvormige sterrenhopen ontdekt in onze melkweg.
Ze bevatten tienduizenden tot een miljoen sterren, waarvan de concentratie naar het centrum toe toeneemt. Ze worden gekenmerkt door de afwezigheid van gas en stof, omdat ze lang geleden zijn gevormd. Alle sterren van bolhopen bevinden zich in ongeveer hetzelfde ontwikkelingsstadium, wat betekent dat ze, net als verspreide sterren, ongeveer tegelijkertijd zijn gevormd.
De hoge dichtheid van sterren in een cluster leidt vaak tot botsingen. Als gevolg hiervan kunnen ongebruikelijke klassen van armaturen worden gevormd. Wanneer bijvoorbeeld leden van een dubbelstersysteem samensmelten, wordt een blauwe verdwaalde ster gevormd. Het is veel heter dan andere blauwe sterren en leden van de cluster. Botsingen kunnen ook andere exoten uit de ruimte voortbrengen, zoals röntgendubbelsterren met een lage massa en pulsars van milliseconden.
Sterassociaties
In tegenstelling tot clusters, zijn associaties van sterren niet verbonden door een gemeenschappelijk zwaartekrachtveld, soms is het wel aanwezig, maar is de sterkte ervan te klein. Ze verschenen tegelijkertijd en hebben een kleine leeftijd, tot tientallen miljoenen jaren.
Sterrenverenigingen zijn groter dan jonge open clusters. Ze zijn ijler in de ruimte en bevatten tot honderden sterren in hun samenstelling. Ongeveer een dozijn van hen zijn hete reuzen.
Door een zwak zwaartekrachtsveld kunnen sterren niet lang in associatie blijven. Voor verval hebben ze enkele honderdduizenden tot een miljoen jaar nodig - naar astronomische maatstaven is dit verwaarloosbaar. Daarom worden sterassociaties tijdelijke formaties genoemd.
Bekende clusters
In totaal zijn er enkele duizenden sterrenclusters ontdekt, waarvan sommige met het blote oog zichtbaar zijn. Het dichtst bij de aarde zijn de open clusters van de Pleiaden (Stozhary) en Hyaden, die zich in het sterrenbeeld Stier bevinden. De eerste bevat ongeveer 500 sterren, waarvan er slechts zeven te onderscheiden zijn zonder speciale optica. Hyades ligt in de buurt van Aldebaran en bevat ongeveer 130 heldere en 300 laag-brandende leden.
De open sterrenhoop in het sterrenbeeld Kreeft is ook een van de dichtstbijzijnde. Het heet de Manger en bevat meer dan tweehonderd leden. Veel kenmerken van de kwekerij en de hyaden vallen samen, dus er is een mogelijkheid dat ze zijn gevormd uit dezelfde gas- en stofwolk.
Goed zichtbaar met een verrekijker is de sterrenhoop in het sterrenbeeld Coma Berenices op het noordelijk halfrond. Dit is de bolvormige sterrenhoop M 53, ontdekt in 1775. Het is meer dan 60.000 lichtjaar verwijderd. Het cluster is een van de verst verwijderde van de aarde, hoewel het gemakkelijk te onderscheiden is met een verrekijker. Een groot aantal bolvormige sterrenhopen bevindt zich in het sterrenbeeldBoogschutter.
Conclusie
Sterclusters zijn grote groepen sterren die door de zwaartekracht bij elkaar worden gehouden. Ze tellen tien tot enkele miljoenen sterren die een gemeenschappelijke oorsprong hebben. In principe worden bolvormige en open clusters onderscheiden, die verschillen in vorm, samenstelling, grootte, aantal leden en leeftijd. Naast hen zijn er tijdelijke clusters die stellaire associaties worden genoemd. Hun zwaartekrachtverbinding is te zwak, wat onvermijdelijk leidt tot het verval en de vorming van gewone enkelvoudige sterren.
