П'ять близнят (скупчення)

П'ять близнят (скупчення)

розсіяне	Зоряні скупчення
Інфрачервоне зображення (ESO/Габбл та НАСА) Інфрачервоне зображення (ESO/Габбл та НАСА)
Історія дослідження
Відкривач	{{{discoverer}}}
Дата відкриття	{{{discovery_date}}}
Позначення	IRAS 17430-2848, G000.16-00.06
Дані спостережень (Епоха J2000.)
Клас
Пряме піднесення	17^г 46^х 13.9^с[1]
Схилення	−28° 49′ 48″[1]
Відстань	26 000 св. років 8 000[2] пк
Видима зоряна величина (V)
Видимі розміри (V)	50" (2 парсеки)[3]
Сузір'я	Стрілець
Фізичні характеристики
Маса	(10 000[3] M☉)
Радіус
VHB
Абсолютна зоряна величина (V)
Приблизний вік	3,3-4,8 млн.років[4]
Інші властивості	Щільне скупчення масивних молодих зір поблизу Галактичного центру. Оптично затемнене.

Скупчення П'ять близнят (англ. Quintuplet Cluster) — це щільне зоряне скупчення масивних молодих зір поблизу Галактичного центру (GC). Назва походить від п'яти значних джерел інфрачервоного випромінення, розташованих у скупченні. Разом зі скупченням Арки, воно одне з двох скупчень, розташованих поблизу центру Галактики. Внаслідок сильного міжзоряного поглинання у його оточенні, скупчення П'ять близнят не спостерігається у видимому світлі, але його можна досліджувати у рентгенівському, радіо- та інфрачервоних хвилях.

Скупчення П'ять близнят є менш компактним ніж розташоване неподалік скупчення Арки, з меншою кількістю дуже масивних та яскравих зір. Однак в ньому розташовані дві рідкісні яскраві блакитні змінні — зоря Пістолет та менш відома FMM 362, і третя лише у декількох парсеках від нього[2].  Скупчення також містить декілька червоних надгігантів, що може вказувати на його більший вік, бл. 4 мільйонів років[5].

Відкриття та найменування 

Трапеція з чотирьох яскравих червоних зір трохи нижче центру, та одна червона зоря зліва, — п'ять початкових близнят (зображення HST/NICMOS)

Скупчення П'ять близнят спочатку було ідентифіковано 1983 року як два інфрачервоні джерела у спостереженні центру Галактики на 2,5 мікронах.[6]  Ці два джерела отримали номери 3 та 4, а пізніше перед номерами акронім GCS від англійського «джерело центру Галактики». При більшому розширенні GCS-3 виявилось чотирма джерелами, які отримали номери I–IV, і разом з GCS-4 сформували компактну п'ятірку незвичайно яскравих малих об'єктів. Було висунуто припущення, що це молоді яскраві зірки, оточені пиловими оболонками, а тому сильно зміщені у червоні довжини хвиль.[7]

У 1990 році у скупченні П'ять близнят було детально і на різних хвилях досліджено 15 джерел випромінення, які пізніше отримали позначки Q або GMM (за авторами дослідження Глассом, Монеті та Морвудом) з номерами. Початкові п'ять зір отримали номери  Q1, Q2, Q3, Q4 та Q9, і до них додані Q5 та Q6 як належні до одного скупчення. На той час їх все ще вважали протозорями, червоними від оточуючого пилу.[8]

У 1994 році у спектрах декількох з цих зір ідентифікували широкі лінії випромінення гелію, а декілька демонстрували і вузькі лінії випромінення водню. Це суперечило гіпотезі про протозорі та вказувало, що об'єкти є більш зрілими зорями.[9] Невдовзі після цього дві з зір з лініями випромінення були класифіковані як зорі Вольфа-Райє, а третя — як яскрава блакитна змінна, яку вважали однією з найяскравіших у нашій Галактиці. Також була ідентифікована невелика кількість червоних гігантів, що далі звузило ймовірний вік скупчення.[10]

У 1999 році було проведено дослідження майже 600 зір скупчення, за результатами якого встановлено, що у скупченні П'ять близнят більше зір Вольфа-Райє, ніж у будь-якому іншому відомому скупченні, а також виявлено другу яскраву блакитну змінну. Зорі з цього дослідження мають нумерацію з літерами qF, або деколи FMM за всіма трьома його авторами (але не QMM).[3] Дослідження скупчення 2008 року використовувало для зір скупчення номери з LHO, та уточнило статус незвичайних почервонілих зір Вольфа-Райє як підтип WC зір Вольфа-Райє (тобто з вуглецевими лініями), оточений пиловою хмарою, яка за гіпотезою утворилася від зіткнення зоряних вітрів зорі Вольфа-Райє та її менш розвиненого компаньйона класу OB.[11][12]

Скупчення також було внесено до каталогу як «зоряне» джерело першої величини на хвилі 4,2 мікрони під час дослідження «Air Force Geophysics Lab» та отримало номер 2004 (AFGL 2004).[13][14]

Характеристики

Фото центру нашої галактики в середніх інфрачервоних хвилях, де П'ять близнят є найяскравішим джерелом зліва від центру (на другому маленькому фото)

Фото найяскравіших зір скупчення П'ять близнят: V4998 Стрільця, зорі Пістолет та qF362.

Скупчення П'ять близнят можна побачити (в інфрачервоному випроміненні) у 12 кутових хвилинах на північний захід від об'єкту Стрілець A*. Зорі скупчення та пов'язані з ними об'єкти, такі як туманність Пістолет мають значні променеві швидкості, можливі лише за рахунок орбіти поблизу галактичного центру, тому вважається, що це скупчення фізично пов'язано з центром Галактики.[3] Вважається, що галактичний центр розташований у 8 000 парсеках від скупчення, тому прогнозована відстань від Скупчення П'ять близнят до Стрілець A* становить 30 парсеків.[15]

Вік скупчення П'ять близнят оцінюється за ймовірним віком його зір, і за результатами розташування зір скупчення на еволюційних ізохронах, становить бл. 4 мільйонів років.[4][3] Однак вважається, що яскраві блакитні змінні вибухають надновими в межах трьох мільйонів років, що не узгоджується з визначеним віком. Запропоновані гіпотези, що вік скупчення може становити 3,3-3,6 мільйонів років, або що формування зір у скупченні було повільним і тривало мільйон або більше років[5]. Ще одна гіпотеза каже, що надмасивні зорі у скупченні сформувалися або омолодилися внаслідок взаємодії у подвійних зоряних системах[4].

Маси зоряних скупчень визначаються інтегруванням зоряної функції маси. І хоча побачити можливо лише найбільш масивні зорі скупчення, функцію маси можна зменшити на нижчі значення. Маса цього скупчення була визначена на рівні бл. 10 000 M_☉[3].

Зорі скупчення

До скупчення П'ять близнят входить ряд масивних та розвинених зір, у тому числі 21 зоря Вольфа—Райє, 2 яскраві блакитні змінні (три, якщо включати розташовану поруч втікачку V4998 Стрільця) та ряд червоних надгігантів. Також до скупчення належать туманності, іонізовані гарячими зорями, найбільш відома з яких туманність Пістолет, розташована між зорею Пістолет та центром скупчення.[16]

Яскраві зорі (у інфрачервоному діапазоні K)

GCS[6]	Q/GMM[8]	LHO[16]	qF/FMM[3]	Інші назви	Спектральний клас[16]	Зоряна величина (KS)[16]	Світність (світностей Сонця)	Температура (K)
3-IV	1	75	243	WR 102da	WC9?d	7,9	~150 000[17]	~45 000[17]
3-II	2	42	231	WR 102dc	WC9d + OB	6,7	~150 000[17]	~45 000[17]
4	3	19	211	WR 102ha	WC8/9d + OB	7,2	~200 000[17]	~50 000[17]
3-I	4	84	251	WR 102dd	WC9d	7,8	~150 000[17]	~45 000[17]
	5	115	270N	V4646 Стрільця	M2 I	8,6 (var?)	24 000[5]	3 600[5]
	6	79	250		WC9d	9,3	~150 000[17]	~45 000[17]
	7	7	192		M6 I	7,6	47 000[5]	3 274[5]
	8	67	240	WR 102hb	WN9h[5]	9,6	2 600 000[18]	25,100[18]
3-III	9	102	258	WR 102db	WC9?d	9,2	~200 000[17]	~45 000[17]
	10	71	241	WR 102ea	WN9h[5]	8,8	2 500 000[18]	25 100[18]
	11	47	235N	WR 102f	WC8	10,4	~200 000[17]	~60 000[17]
	12	77	278		O6-8 I eq?	9,6	~1 200 000[5]	~35 000[5]
	13	100	257		O6-8 I fe	9,4	~1 400 000[5]	~35 000[5]
	14	146	307A		O6-8 I f?	8,7	~2 500 000[5]	~35 000[5]
	15	110	270S		O6-8 I f (Of/WN?)	10,6	1 600 000[18]	25 100[18]
			134	зоря Пістолет	яскрава блакитна змінна	7,3[2]	1 600 000[19]	11 800[19]
			362	V4650 Стрільця	яскрава блакитна змінна	7,1[2]	1 800 000[19]	11 300[19]
		99	256	WR 102i	WN9h[18]	10,5	1 500 000[18]	31 600[18]
		158	320	WR 102d	WN9h[18]	10,5	1 200 000[18]	35 100[18]
				V4998 Стрільця	яскрава блакитна змінна	7,5[2]	1 600 000 — 4 000 000[20]	12 000

Примітки

1. Beichman, C. A.; Neugebauer, G.; Habing, H. J.; Clegg, P. E.; Chester, Thomas J. (1988). Infrared astronomical satellite (IRAS) catalogs and atlases. Volume 1: Explanatory supplement. Infrared astronomical satellite (IRAS) catalogs and atlases. Volume 1: Explanatory supplement. 1. Bibcode:1988NASAR1190....1B.
2. Mauerhan, J. C.; Morris, M. R.; Cotera, A.; Dong, H.; Wang, Q. D.; Stolovy, S. R.; Lang, C.; Glass, I. S. (2010). Discovery of a Luminous Blue Variable with an Ejection Nebula Near the Quintuplet Cluster. The Astrophysical Journal. 713: L33. arXiv:1002.3379. Bibcode:2010ApJ...713L..33M. doi:10.1088/2041-8205/713/1/L33.
3. Figer, Donald F.; McLean, Ian S.; Morris, Mark (1999). Massive Stars in the Quintuplet Cluster. The Astrophysical Journal. 514: 202. arXiv:astro-ph/9903281. Bibcode:1999ApJ...514..202F. doi:10.1086/306931.
4. Schneider, F. R. N.; Izzard, R. G.; De Mink, S. E.; Langer, N.; Stolte, A.; De Koter, A.; Gvaramadze, V. V.; Hußmann, B.; Liermann, A.; Sana, H. (2014). Ages of Young Star Clusters, Massive Blue Stragglers, and the Upper Mass Limit of Stars: Analyzing Age-dependent Stellar Mass Functions. The Astrophysical Journal. 780 (2): 117. arXiv:1312.0607. Bibcode:2014ApJ...780..117S. doi:10.1088/0004-637X/780/2/117.
5. Liermann, A.; Hamann, W.-R.; Oskinova, L. M. (2012). The Quintuplet cluster. Astronomy & Astrophysics. 540: A14. arXiv:1203.2435. Bibcode:2012A&A...540A..14L. doi:10.1051/0004-6361/201117534.
6. Kobayashi, Y.; Okuda, H.; Sato, S.; Jugaku, J.; Dyck, H. M. (1983). Infrared polarization in the direction to the galactic center. Astronomical Society of Japan. 35: 101. Bibcode:1983PASJ...35..101K.
7. Okuda, H.; Shibai, H.; Nakagawa, T.; Matsuhara, H.; Kobayashi, Y.; Hayashi, M.; Kaifu, N.; Nagata, T.; Gatley, I.; Geballe, T. (1989). An IR Quintuplet Near the Galactic Center. The Center of the Galaxy: Proceedings of the 136th Symposium of the International Astronomical Union. 136: 281. Bibcode:1989IAUS..136..281O.
8. Glass, I. S.; Moneti, A.; Moorwood, A. F. M. (1990). Infrared images and photometry of the cluster near G 0.15 - 0.05. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (ISSN 0035-8711). 242: 55P. Bibcode:1990MNRAS.242P..55G.
9. Moneti, A.; Glass, I. S.; Moorwood, A. F. M. (1994). Spectroscopy and Further Imaging of IRAS Sources Near the Galactic Centre. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 268: 194. Bibcode:1994MNRAS.268..194M.
10. Figer, Donald F.; McLean, Ian S.; Morris, Mark (1995). Two New Wolf-Rayet Stars and a Luminous Blue Variable Star in the Quintuplet (AFGL 2004) near the Galactic Center. Astrophysical Journal Letters v.447. 447: L29. Bibcode:1995ApJ...447L..29F. doi:10.1086/309551.
11. Okuda, Haruyuki; Shibai, Hiroshi; Nakagawa, Takao; Matsuhara, Hideo; Kobayashi, Yukiyasu; Kaifu, Norio; Nagata, Tetsuya; Gatley, I.; Geballe, T. R. (1990). An infrared quintuplet near the Galactic center. The Astrophysical Journal. 351: 89. Bibcode:1990ApJ...351...89O. doi:10.1086/168447.
12. Moneti, A.; Stolovy, S.; Blommaert, J. A. D. L.; Figer, D. F.; Najarro, F. (2001). Mid-infrared imaging and spectroscopy of the enigmatic cocoon stars in the Quintuplet Cluster. Astronomy and Astrophysics. 366: 106. arXiv:astro-ph/0010558. Bibcode:2001A&A...366..106M. doi:10.1051/0004-6361:20000192.
13. Gullixson, C.; Gehrz, R. D.; Hackwell, J. A.; Grasdalen, G. L.; Castelaz, M. (1983). The stellar component of the galaxy as seen by the AFGL infrared sky survey. Astrophysical Journal Supplement Series (ISSN 0067-0049). 53: 413. Bibcode:1983ApJS...53..413G. doi:10.1086/190897.
14. Nagata, Tetsuya; Woodward, Charles E.; Shure, Mark; Pipher, Judith L.; Okuda, Haruyuki (1990). AFGL 2004 - an infrared quintuplet near the Galactic center. Astrophysical Journal. 351: 83. Bibcode:1990ApJ...351...83N. doi:10.1086/168446.
15. Lang, Cornelia C.; Figer, Don F.; Goss, W. M.; Morris, Mark (1999). Radio Detections of Stellar Winds from the Pistol Star and Other Stars in the Galactic Center Quintuplet Cluster. The Astronomical Journal. 118 (5): 2327. arXiv:astro-ph/9907176. Bibcode:1999AJ....118.2327L. doi:10.1086/301092.
16. Liermann, A.; Hamann, W.-R.; Oskinova, L. M. (2009). The Quintuplet cluster. Astronomy and Astrophysics. 494 (3): 1137. arXiv:0809.5199. Bibcode:2009A&A...494.1137L. doi:10.1051/0004-6361:200810371.
17. Sander, A.; Hamann, W.-R.; Todt, H. (2012). The Galactic WC stars. Astronomy & Astrophysics. 540: A144. arXiv:1201.6354. Bibcode:2012A&A...540A.144S. doi:10.1051/0004-6361/201117830.
18. Liermann, A.; Hamann, W.-R.; Oskinova, L. M.; Todt, H.; Butler, K. (2010). The Quintuplet cluster. Astronomy & Astrophysics. 524: A82. arXiv:1011.5796. Bibcode:2010A&A...524A..82L. doi:10.1051/0004-6361/200912612.
19. Najarro, Francisco; Figer, Don F.; Hillier, D. John; Geballe, T. R.; Kudritzki, Rolf P. (2009). Metallicity in the Galactic Center: The Quintuplet Cluster. The Astrophysical Journal. 691 (2): 1816. arXiv:0809.3185. Bibcode:2009ApJ...691.1816N. doi:10.1088/0004-637X/691/2/1816.
20. Nazé, Y.; Rauw, G.; Hutsemékers, D. (2012). The first X-ray survey of Galactic luminous blue variables. Astronomy & Astrophysics. 538: A47. arXiv:1111.6375. Bibcode:2012A&A...538A..47N. doi:10.1051/0004-6361/201118040.

Посилання

• IRAS 17430-2848, на SIMBAD
• Каталог RAFGL на SIMBAD