Gwiezdny portret rodzinny w zakresie rentgenowskim

Na swój sposób gromady gwiazd przypominają olbrzymie rodziny złożone z tysięcy podobnych gwiazd.  Wszystkie gwiazdy w gromadzie mają to samo pochodzenie – wspólny obłok gazu i pyłu – i związane są ze sobą grawitacyjnie. Astronomowie uważają, że nasze Słońce także powstało 4,6 miliarda lat temu w gromadzie gwiazd, która szybko uległa rozproszeniu.

Badając młode gromady gwiazd, astronomowie mają nadzieję dowiedzieć się więcej o tym jak powstają gwiazdy – także takie jak Słońce. NGC 6231 znajdująca się jakieś 5200 lat świetlnych od Ziemi, stanowi idealne laboratorium do badania gromad gwiazd znajdujących się w krytycznym etapie ewolucji: tuż po ustaniu procesów gwiazdotwórczych.

Odkrycia NGC 6231 dokonał Giovanni Battista Hodierna, włoski matematyk i ksiądz, który opublikował obserwacje tej gromady w 1654 roku. Współcześni obserwatorzy nieba mogą dojrzeć tę gromadę w południowo-zachodnim ogonie gwiazdozbioru Skorpiona.

Kosmiczne Obserwatorium Rentgenowskie Chandra zostało wykorzystane do zidentyfikowania w tej gromadzie młodych gwiazd podobnych do Słońca, które do niedawna skrywały się całkowicie na widoku. Młode gromady gwiazd takie jak NGC 6231 znajduje się w kierunku dysku Drogi Mlecznej.  Z tego też powodu gwiazdy leżące przed lub za NGC 6231 istotnie przewyższają liczebnością gwiazdy należące do gromady.  Będą to zazwyczaj gwiazdy dużo starsze niż te tworzące NGC 6231, zatem elementy składowe gromady można zidentyfikować wybierając gwiazdy wskazujące na stosunkowo młody wiek.

Młode gwiazdy wyróżniają się na zdjęciach Chandry ponieważ charakteryzują się silną aktywnością magnetyczną, która ogrzewa ich zewnętrzne warstwy atmosfer do kilkudziesięciu milionów stopni Celsjusza sprawiając, że zaczynają emitować promieniowanie rentgenowskie. Pomiary w podczerwieni wspomagają proces weryfikacji, że źródłem promieniowania  jest młoda gwiazda oraz proces określania właściwości takiej gwiazdy.

Powyższe zdjęcie NGC 6231 wykonane za pomocą Chandry przedstawia zbliżenie na wewnętrzny obszar gromady. Chandra może rejestrować promieniowanie w zakresie rentgenowskim, które następnie dzieli na trzy pasma. Kolor czerwony, zielony i niebieski przedstawiają odpowiednio promieniowanie rentgenowskie o niskiej, średniej i wysokiej energii. Najjaśniejsze promieniowanie rentgenowskie przedstawiono kolorem białym.

Dane z Chandry w połączeniu z danymi w podczerwieni zebranymi za pomocą  teleskopu VISTA (Visible and Infrared Survey telescope for Asrtonomy) stanowią najlepszy obecnie spis młodych gwiazd w NGC 6231.

W gromadzie gwiazd NGC 6231 znajduje się od 5700 do 7000 młodych gwiazd czyli dwa razy więcej niż w dobrze poznanej gromadzie gwiazd w Orionie. Gwiazdy w NGC 6231 są nieco starsze (3,2 miliona lat) niż te w Orionie (2,5 miliona lat). Niemniej jednak NGC 6231 jest dużo większa, a więc zagęszczenie gwiazd, tj. odległość między poszczególnymi gwiazdami, jest niemal trzydziestokrotnie mniejsze. Takie różnice umożliwiają naukowcom badanie różnorodności właściwości gromad gwiazd w ciągu pierwszych kilku milionów lat ich życia.

Badanie za pomocą Chandry tej jak i innych młodych gromad gwiazd  umożliwiło astronomom stworzenie próbki, na której można badać ewolucję gromad. Owe gromady pochodzą z różnych obszarów gwiazdotwórczych, jednak NGC 6231 stanowi istotny element tej układanki, bowiem pokazuje jak gromada wygląda po zakończeniu procesów gwiazdotwórczych. Porównanie wieku, rozmiarów i mas gromad w tej próbce pozwala wywnioskować, że NGC 6231 rozrosła się z bardziej kompaktowego zbioru, ale nie rozrastała się wystarczająco szybko, aby tworzące ją gwiazdy mogły  uciec z pola grawitacyjnego gromady. Astronomowie nie są pewni jakie będą dalsze losy tej gromady i czy jej gwiazdy pozostaną ze sobą związane grawitacyjnie.

Pobliskie obszary gwiazdotwórcze często zawierają liczne gromady gwiazd, z których większość jest mniej masywna od NGC 6231. Prosta budowa oraz stosunkowo wysoka masa tej gromady wskazują, że NGC 6231 powstała z kilku gromad gwiazd jeszcze na wczesnym etapie swojego istnienia.

Źródło: NASA/Chandra X-ray Observatory