Westerlund 1 - Westerlund 1

Este artigo é sobre o aglomerado de super estrelas. Para a estrela hipergiante vermelha, consulte Westerlund 1-26 .
Westerlund 1
Surprise Cloud Around Vast Star.jpg

Crédito: ESO / VPHAS + Survey / N. Wright
Dados de observação ( época J2000 )
constelação Ara
Ascensão certa 16 h 47 m 04,0 s
Declinação −45 ° 51 ′ 04,9 ″
Distância 3,78+0,56
−0,46(2,6 - 3,87) kpc
Características físicas
Massa 63.000  M ☉
Raio 3,26 ly
Idade estimada 3,50 Myr
Outras designações Ara Cluster, Westerlund 1, ESO 277-12, C 1644-457, VDBH 197
Veja também: Cluster aberto , Lista de clusters abertos

Westerlund 1 (abreviado Wd1 , às vezes chamado de Cluster Ara ) é um jovem aglomerado compacto de superestrelas na galáxia da Via Láctea , a cerca de 2,6 kpc (8.480 al) de distância da Terra. É um dos aglomerados de estrelas jovens mais massivos da Via Láctea, e foi descoberto por Bengt Westerlund em 1961, mas permaneceu sem estudo por muitos anos devido à alta absorção interestelar em sua direção. No futuro, provavelmente evoluirá para um aglomerado globular .

O aglomerado contém um grande número de estrelas raras evoluídas de grande massa, incluindo: 6 hipergigantes amarelas , 4 supergigantes vermelhas, incluindo Westerlund 1-26 , uma das maiores estrelas conhecidas , 24 estrelas Wolf-Rayet , uma variável azul luminosa , muitas Supergigantes OB e uma estrela supergigante incomum sgB [e] que foi proposta para ser o remanescente de uma recente fusão estelar . Além disso, observações de raios-X revelaram a presença do pulsar de raios-X anômalo CXO J164710.20-455217 , uma estrela de nêutrons de rotação lenta que deve ter se formado a partir de uma estrela progenitora de alta massa. Acredita-se que Westerlund 1 tenha se formado em uma única explosão de formação estelar, o que implica que as estrelas constituintes têm idades e composições semelhantes.

Além de hospedar algumas das estrelas mais massivas e menos conhecidas de nossa galáxia, Westerlund 1 é útil como um aglomerado de superestrelas relativamente próximo e fácil de observar que pode ajudar os astrônomos a determinar o que ocorre dentro de aglomerados de superestrelas extragalácticas.

Observações

Imagens de Westerlund 1: à esquerda está a luz visível, com todas as estrelas aparecendo em vermelho devido à absorção interestelar; à direita estão os comprimentos de onda de raios-X, com o magnetar marcado

As estrelas da sequência principal O7-8V mais brilhantes em Wd1 têm magnitudes fotométricas de banda V em torno de 20,5 e, portanto, em comprimentos de onda visuais Wd1 é dominado por estrelas pós-Sequência Principal altamente luminosas (magnitudes de banda V de 14,5-18, magnitudes absolutas -7 a −10), junto com estrelas pós-Sequência Principal menos luminosas de classe de luminosidade Ib e II (magnitudes de banda V de 18-20). Devido ao avermelhamento interestelar extremamente alto em direção a Wd1, é muito difícil de observar nas bandas U e B, e a maioria das observações são feitas nas bandas R ou I na extremidade vermelha do espectro ou no infravermelho . As estrelas do aglomerado são geralmente nomeadas usando uma classificação introduzida por Westerlund, embora uma convenção de nomenclatura separada seja freqüentemente usada para as estrelas Wolf-Rayet.

Em comprimentos de onda de raios-X, Wd1 mostra emissão difusa de gás interestelar e emissão pontual de estrelas de alta massa, pós-Sequência Principal e baixa massa, pré-Sequência Principal. O magnetar Westerlund 1 é a fonte pontual de raios-X mais luminosa do aglomerado, com a estrela sgB [e] W9, a (presumida) binária W30a e as estrelas Wolf-Rayet WR A e WR B todas fortes fontes de raios-X. Aproximadamente 50 outras fontes pontuais de raios-X estão associadas a contrapartes ópticas luminosas. Finalmente, em comprimentos de onda de rádio, a estrela sgB [e] W9 e as supergigantes vermelhas W20 e W26 são fortes fontes de rádio, enquanto a maioria das hipergigantes legais e algumas supergigantes OB e estrelas Wolf-Rayet também são detectadas.

Idade e estado evolutivo

Impressão artística do magnetar CXOU J164710.2-455216 no aglomerado de estrelas Westerlund 1 (ESO / L. Calçada)

A idade de Wd1 é estimada em 4-5  Myr a partir da comparação da população de estrelas evoluídas com modelos de evolução estelar . A presença de um número significativo de estrelas Wolf-Rayet e supergigantes vermelhas e amarelas em Wd1 representa uma forte restrição à idade: a teoria sugere que as supergigantes vermelhas não se formarão até cerca de 4 Myr, pois as estrelas mais massivas não passam por uma supergigante vermelha fase, enquanto a população de Wolf-Rayet diminui drasticamente após 5 Myr. Este intervalo de idades é amplamente consistente com observações infravermelhas de Wd1 que revelam a presença de estrelas da sequência principal O tardia , embora uma idade inferior de cerca de 3,5 Myr tenha sido sugerida a partir de observações de estrelas de massa inferior em Wd1.

Estrelas semelhantes a cometas em Westerlund 1.

Se Wd1 formasse estrelas com uma função de massa inicial típica, então o aglomerado teria originalmente contido um número significativo de estrelas muito massivas, como aquelas atualmente observadas no aglomerado de Arches mais jovem . As estimativas atuais da idade de Wd1 são maiores do que o tempo de vida dessas estrelas, e os modelos de evolução estelar sugerem que já teria havido 50-150 supernovas em Wd1, com uma taxa de supernova de aproximadamente uma por 10.000 anos no último milhão de anos. No entanto, até o momento, apenas um remanescente definitivo de supernova foi detectado - o magnetar Westerlund 1 - e a falta de outros objetos compactos e binários de raios-X de alta massa é intrigante. Uma série de sugestões foram apresentadas, incluindo altas velocidades de chute de supernova que interrompem sistemas binários, a formação de buracos negros de massa estelar que se acumulam lentamente (e, portanto, indetectáveis) ou sistemas binários em que ambos os objetos são agora objetos compactos, mas o problema tem ainda a ser resolvido.

Como as estrelas em Westerlund 1 têm a mesma idade, composição e distância, o aglomerado representa um ambiente ideal para a compreensão da evolução de estrelas massivas. A presença simultânea de estrelas evoluindo dentro e fora da Sequência Principal apresenta um teste robusto para modelos de evolução estelar, que também são atualmente incapazes de prever corretamente a distribuição observada de subtipos Wolf – Rayet em Westerlund 1.

Fração binária

Uma série de linhas de evidência apontam para uma alta fração binária entre as estrelas de alta massa em Wd1. Alguns binários massivos são detectados diretamente por meio de fotometria e observações de velocidade radial , enquanto muitos outros são inferidos por meio de características secundárias (como alta luminosidade de raios-X, espectro de rádio não térmico e excesso de emissão infravermelha) que são típicas de binários de vento colidindo ou estrelas Wolf-Rayet formadoras de poeira. As frações binárias globais de 70% para a população Wolf-Rayet e mais de 40% para os supergigantes OB são atualmente estimadas, embora ambas possam estar incompletas.

Membros

Assim como membros documentados do aglomerado, acredita- se que a variável azul luminosa MN44 seja uma estrela em fuga ejetada de Westerlund 1 quatro a cinco milhões de anos atrás.

Designação Ascensão certa Declinação Tipo de objeto Tipo espectral Luminosidade ( L ☉ ) Temperatura (K) Raio ( R ☉ )
W2a 16 h 46 m 59,7 s −45 ° 50 ′ 51,1 ″ Supergigante azul O9.5 Ia - B0.5 Ia
W4 16 h 47 m 01,42 s −45 ° 50 ′ 37,1 ″ Hipergigante amarelo G0 Ia + - F2 Ia +
W5 16 h 47 m 02,97 s −45 ° 50 ′ 19,5 ″ Supergigante azul
W6a 16 h 47 m 04,0 s −45 ° 50 ′ 21,0 ″ Supergigante azul
W7 16 h 46 m 03,62 s −45 ° 50 ′ 14,2 ″ Hipergigante azul
W8a 16 h 47 m 04,79 s −45 ° 50 ′ 24,9 ″ Hipergigante amarelo
W8b 16 h 47 m 04,95 s −45 ° 50 ′ 26,7 ″ Supergigante azul B1-5Ia
W9 16 h 47 m 04.14 s −45 ° 50 ′ 31,1 ″ Estrela B [e] sgB [e]
W12a 16 h 47 m 02,21 s −45 ° 50 ′ 58,8 ″ Hipergigante amarelo
W13 16 h 47 m 06,45 s −45 ° 50 ′ 26,0 ″ Binário eclipsante B0.5 Ia + , OB
W16a 16 h 47 m 06,61 s −45 ° 50 ′ 42,1 ″ Hipergigante amarelo
W20 16 h 47 m 04,70 s −45 ° 51 ′ 23,8 ″ Supergigante vermelha 126.000 3.500 965
W26 16 h 47 m 05,40 s −45 ° 50 ′ 36,5 ″ Supergigante vermelha M2-6Ia 380.000 - 1.100.000 3.600 - 3.700 1.530-2.550.1.165-1.221
W32 16 h 47 m 03,67 s −45 ° 50 ′ 43,5 ″ Hipergigante amarelo
W33 16 h 47 m 04.12 s −45 ° 50 ′ 48,3 ″ Hipergigante azul
W75 16 h 47 m 08,93 s −45 ° 49 ′ 58,4 ″ Supergigante vermelha 68.000 3.600 668
W237 16 h 47 m 03.09 s −45 ° 52 ′ 18,8 ″ Supergigante vermelha 234.000 3.600 1.245
W243 16 h 47 m 07,55 s −45 ° 52 ′ 28,5 ″ Variável azul luminoso LBV
W265 16 h 47 m 06,26 s −45 ° 49 ′ 23,7 ″ Hipergigante amarelo
WR 77a 16 h 46 m 55,4 s −45 ° 51 ′ 34 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN6-7
WR 77aa 16 h 46 m 46,3 s −45 ° 47 ′ 58 ″ Estrela de Wolf-Rayet WC9d
WR 77b 16 h 46 m 59,9 s −45 ° 55 ′ 26 ″ Estrela de Wolf-Rayet WC8
WR 77c 16 h 47 m 00,89 s −45 ° 51 ′ 20,9 ″ Estrela de Wolf-Rayet WNL
WR 77d, W57c 16 h 47 m 01,5 s −45 ° 51 ′ 45 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN8
WR 77e 16 h 47 m 01,67 s −45 ° 51 ′ 19,9 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN6-8
WR 77f, W5 16 h 47 m 02,97 s −45 ° 50 ′ 19,5 ″ Estrela de Wolf-Rayet WNVL
WR 77g 16 h 47 m 03.1 s −45 ° 50 ′ 43 ″ Estrela de Wolf-Rayet WC7
WR 77h, W66 16 h 47 m 04,0 s −45 ° 51 ′ 37,5 ″ Estrela de Wolf-Rayet WC9
WR 77i 16 h 47 m 04,02 s −45 ° 51 ′ 25,2 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN6-8
WR 77j, W44 16 h 47 m 04.20 s −45 ° 51 ′ 07,0 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN9
WR 77k 16 h 47 m 04.1 s −45 ° 51 ′ 20,0 ″ Estrela de Wolf-Rayet WC9
WR 77l 16 h 47 m 04.40 s −45 ° 51 ′ 03,8 ″ Estrela de Wolf-Rayet WC8.5
WR 77m, W239 16 h 47 m 05,21 s −45 ° 52 ′ 25,0 ″ Estrela de Wolf-Rayet WC9
WR 77n 16 h 47 m 05,35 s −45 ° 51 ′ 05,0 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN8 (incerto)
WR 77o, W14c 16 h 47 m 06,0 s −45 ° 15 ′ 22 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN7o
WR 77p, W241 16 h 47 m 06,06 s −45 ° 52 ′ 08,3 ″ Estrela de Wolf-Rayet WC9
WR 77q 16 h 47 m 06,24 s −45 ° 51 ′ 26,5 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN6-8
WR 77r 16 h 47 m 07,6 s −45 ° 52 ′ 36 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN6
WR 77s, W72 16 h 47 m 08,32 s −45 ° 50 ′ 45,5 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN6o
WR 77sa 16 h 47 m 07,58 s −45 ° 49 ′ 22,2 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN6h
WR 77sb 16 h 47 m 07,66 s −45 ° 52 ′ 35,9 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN6o
WR 77sc, W72 16 h 47 m 08,32 s −45 ° 50 ′ 45,5 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN7b
WR 77sd 16 h 47 m 14,1 s −45 ° 48 ′ 32 ″ Estrela de Wolf-Rayet WN4-5
CXOU J164710.2-455216 16 h 47 m 10,18 s −45 ° 52 ′ 16,7 ″ pulsar de raios-x anômalo

Referências

links externos