Westerlund 1: Meest massieve jonge supersterrencluster in de Melkweg
Westerlund 1 — het meest massieve jonge supersterrencluster in de Melkweg, op ~12.000–16.000 lichtjaar, vol zeldzame zware sterren; sleutelobject voor onderzoek naar sterrenontwikkeling
Westerlund 1 (Wd1, ook wel Ara Cluster genoemd) is een compact jong superster cluster in ons Melkwegstelsel, op een geschatte afstand van ongeveer 3,5–5 kiloparsec (12.000–16.000 lichtjaren) van de Aarde. Door sterke interstellaire extinctie (absorptie en reddening) in de richting van het cluster is het optisch moeilijk zichtbaar; het is daarom vooral bestudeerd in het nabij-infrarood en met röntgentelescopen. De visuele extinctie wordt geschat op vele magnituden (A_V ~ 10–13), waardoor Wd1 lange tijd grotendeels onopgemerkt bleef na zijn ontdekking.
Algemene eigenschappen
Westerlund 1 wordt beschouwd als het meest massieve compacte jonge sterrencomplex dat bekend is in de gehele Lokale Groep van melkwegstelsels. De leeftijd van het cluster wordt geschat op enkele miljoenen jaren (ongeveer 3–5 miljoen jaar), wat betekent dat het een zeer jonge, maar al sterk geëvolueerde populatie van zware sterren bevat. De totale gebonden massa is hoog — schattingen variëren, maar liggen typisch in de orde van minstens enkele 10.000 tot mogelijk >10^5 zonmassa's — waardoor Wd1 een uitschieter is onder de jonge Milky Way-clusters.
Ontdekking en onderzoek
Wd1 werd ontdekt door de Zweedse astronoom Bengt Westerlund in 1961. Omdat het cluster in sterke stofwolken ligt en daardoor optisch verduisterd is, bleef de echte omvang en het belang pas duidelijk na waarnemingen in het nabij-infrarood en met instrumenten als de Very Large Telescope en de röntgensatelliet Chandra. Die latere waarnemingen onthulden een uitzonderlijk grote concentratie van zeldzame, zware en sterk geëvolueerde sterren, waardoor Wd1 een belangrijk laboratorium werd voor het bestuderen van de evolutie, het massaverlies en interacties van hoge-massa sterren.
Samenstelling van het cluster
De sterrenhoop bevat een groot aantal zeldzame, geëvolueerde, hoge-massa sterren, waaronder onder andere:
- zes gele hyperreuzen
- vier rode superreuzen
- ongeveer 24 Wolf-Rayet sterren
- een lichtblauwe variabele (LBV)
- veel OB superreuzen en andere vroege-type superreuzen
- een ongewone superreus van het sgB[e]-type (mogelijk het resultaat van een recente stellaire fusie)
Daarnaast hebben röntgenwaarnemingen de aanwezigheid van een vreemde röntgenpulsar aangetoond: een langzaam draaiende neutronenster (bekend als de magnetar CXOU J164710.2−455216). De aanwezigheid van deze neutronenster impliceert dat zeer zware voorlopersterren in Wd1 soms neutronensterren in plaats van zwarte gaten kunnen achterlaten, wat belangrijke consequenties heeft voor modellen van supernova-explosies en eindstadia van massieve sterren.
Wetenschappelijke betekenis
Doordat de meeste sterren in Wd1 vrijwel gelijktijdig zijn gevormd (een enkele uitbarsting van stervorming), hebben ze vergelijkbare leeftijden en samenstellingen. Dat maakt het cluster tot een waardevol natuurlijk laboratorium om de sequentiële evolutie van hoge-massa sterren te bestuderen — van OB-superreuzen via Wolf-Rayet-fasen tot supernova-progenitoren. Wd1 is bovendien een handige, relatief nabij gelegen analogie voor de veel zwaardere en moeilijker waarneembare supersterrenclusters in andere sterrenstelsels, waardoor het inzicht uit Wd1 kan worden toegepast op extragalactische stervormingsomgevingen.
Toekomst en evolutie
Op lange termijn zal Westerlund 1 dynamisch evolueren: interacties tussen leden, massaverlies door sterwinden en supernovae en verstoringen door de galactische omgeving zullen zijn massa en structuur veranderen. Als een groot deel van de massa gebonden blijft, kan het cluster zich ontwikkelen tot een oudere, compacte, bolvormige concentratie van sterren; het is echter ook mogelijk dat het gedeeltelijk uiteenvalt en veel van zijn lichtere leden verliest. Doorlopende waarnemingen (in het nabij-infrarood, röntgen en spectroscopie) blijven cruciaal om de dynamica, binaire fractie en toekomstige ontwikkeling van dit uitzonderlijke cluster te volgen.
Wd1 blijft een van de belangrijkste doelen voor onderzoek naar massieve sterren, hun onderlinge interacties en de rol van binariteit en fusies in de evolutie van de zwaarste sterrenstelsels. Door de combinatie van hoge massa, diversiteit aan geëvolueerde objecten en relatieve nabijheid is Westerlund 1 uniek in onze Melkweg.
Westerlund 1: de hete OB-superreuzen stralen meestal blauw licht uit - ze verschijnen echter als rode sterren in het zichtbare lichtbeeld. Dit komt omdat het blauwe licht van de sterren is geabsorbeerd door gas, waardoor het rood wordt.
Afstand en positie
Wd1 is te ver weg voor een directe meting van de afstand door parallaxmetingen, dus de afstand moet worden verkregen van de verwachte absolute grootte van de sterren en schattingen van het uitsterven naar de sterrenhoop toe. Dit is gedaan, wat schattingen oplevert van 5 kpc en 3,6 kpc met verschillende methoden. Deze schattingen plaatsen allemaal Wd1 bij de buitenrand van de galactische balk van de Melkweg.
Vragen en antwoorden
V: Wat is Westerlund 1?
A: Westerlund 1 (Wd1, ook wel Ara Cluster genoemd) is een compacte jonge supersterrenhoop in het Melkwegstelsel.
V: Hoe ver is het van de aarde verwijderd?
A: Westerlund 1 is ongeveer 3,5-5 kiloparsec (12000-16000 lichtjaar) van de aarde verwijderd.
V: Wie heeft hem ontdekt?
A: Hij werd in 1961 ontdekt door Bengt Westerlund.
V: Wat voor soort sterren bevat hij?
A: De sterrenhoop bevat een groot aantal zeldzame, geëvolueerde sterren met een hoge massa, waaronder zes gele hyperreuzen, vier rode superreuzen, 24 Wolf-Rayet-sterren, een heldere blauwe variabele, veel OB-superreuzen en een ongewone superreus sgB[e]-ster die het overblijfsel kan zijn van een recente stellaire fusie.
V: Wat gebeurt er in de toekomst met Westerlund 1?
A: In de toekomst zal hij waarschijnlijk evolueren tot een bolvormige sterrenhoop.
V: Waarom is deze sterrenhoop nuttig voor astronomen?
A: Westerlund 1 bevat niet alleen enkele van de meest massieve en minst begrepen sterren in het melkwegstelsel, maar is ook nuttig als voorbeeld van een relatief nabije en gemakkelijker te observeren supersterrenhoop die astronomen kan helpen uit te zoeken wat er gebeurt in extragalactische supersterrenhopen.
V: Welk type object is door middel van röntgenwaarnemingen op deze locatie gedetecteerd?
A: Röntgenwaarnemingen hebben de aanwezigheid van een vreemde röntgenpulsar aangetoond; een langzaam roterende neutronenster die gevormd moet zijn uit een progenitorster met een hoge massa.
Zoek in de encyclopedie