Westerlund 1 (Wd1, myös Ara Cluster) on kompakti nuori supertähtijoukko Linnunradan keskustaa lähinnä sijaitsevassa osassa galaksia. Se on etäisyydellä arviolta 3,5–5 kiloparsekia (noin 12000–16000 valovuoden) päässä Maasta, mutta tarkan etäisyyden määrittämistä vaikeuttaa rykelmän suuntaan kohdistuva voimakas tähtienvälinen himmeneminen.

Perustiedot

Westerlund 1 löydettiin vuonna 1961 Bengt Westerlundin toimesta, mutta sen yksityiskohtainen tutkimus alkoi vasta myöhemmin, kun havaintotekniikat (erityisesti lähi-infrapuna- ja röntgenhavaintoja tarjoavat teleskoopit) mahdollistivat rykelmän näkemisen suuren absorption läpi. Se on yksi Linnunradan massiivisimmista ja tiheimmin pakatuista nuorista tähtijoukoista, ja sen arvoidaan olevan merkittävin vastaavanlainen kohde paikallisessa galaksiryhmässä. Ikäarviot sijoittuvat tyypillisesti muutamiin miljooniin vuosiin (yleensä ~3–6 miljoonaa vuotta).

Koostumus ja erityispiirteet

Westerlund 1:n tähtikanta on poikkeuksellisen rikas massiivisia, kehittyneitä tähtiä. Rykelmä näyttää muodostuneen yhdessä tähdenmuodostuspurkauksessa, joten sen jäsenet ovat käytännössä samaa ikäluokkaa ja saman kemiallisen koostumuksen omaavia. Sen sisältämät erikoisryhmät ovat tärkeitä esimerkkejä massiivisen tähden evoluutiosta:

  • kuusi keltaista hyperjättiläistä — erittäin harvinaisia ja lyhytikäisiä evoluutiovaiheita;
  • neljä punaista superjättiläistä — massiivisten tähtien myöhäisiä vaiheita;
  • noin 24 Wolf–Rayet-tähteä — voimakkaan massanmenetyksen vaiheessa olevia kuumia superjättejä;
  • kirkas sininen muuttuja (LBV) ja useita OB-superjättiläisiä;
  • epätavallinen sgB[e]-superjättiläinen, joka voi olla jälki äskettäisestä tähden sulautumisesta;
  • röntgenhavaintojen paljastama outo röntgenpulsari, hitaasti pyörivä neutronitähti (tunnettu myös magnetarina), jonka olemassaolo osoittaa, että jopa erittäin massiivisista kantatahdistä voi syntyä neutronitähtiä.

Miksi Westerlund 1 on tärkeä tutkijoille

Koska rykelmä sisältää laajan joukon eri evoluutioasteilla olevia massiivisia tähtiä ja sen jäsenet ovat iältään hyvin samankaltaisia, se toimii luonnollisena laboratoriokohteena massiivisten tähtien evoluution tutkimukselle. Westerlund 1 antaa tietoa muun muassa:

  • kuinka massiiviset tähdet menettävät massaa ennen räjähdystään;
  • miten eri alkumassat johtavat erilaisten lopputuotteiden (mustat aukot, neutronitähdet, magnetarit) syntyyn;
  • miten tiheät nuoret rykelmät vertautuvat ekstragalaktisiin supertähtijoukkoihin, joita havaitaan kauempana olevissa galakseissa.

Havainnot, menetelmät ja tulevaisuus

Westerlund 1 on tutkittu useilla aallonpituuksilla: lähi-infrapuna-palvelut paljastavat tähtiä absorptiivisesta sumusta huolimatta, röntgenteleskoopit kuten Chandra etsivät kompakteja jäännöksiä ja korkean resoluution optiset ja spektroskooppiset havainnot (esim. VLT) määrittävät tähtien ominaisuuksia. Rykelmän kokonaismassaarviot vaihtelevat lähteestä riippuen, mutta se on yksi harvoista Milky Wayn nuorista rykelmistä, jonka massa ja tiheys ovat samaa luokkaa kuin lyhytaikaiset supertähtijoukot toisaalla universumissa.

Tulevaisuudessa Westerlund 1 kehittynee vähitellen tiiviimmäksi, pallomaisemmaksi tähtijoukoksi, kun rykelmästä poistuu kevyempiä tähtiä ja massiiviset jäsenet päättyvät supernovoihin. Samalla se pysyy arvokkaana vertailukohteena ymmärtämään, miten massiiviset, tiheät tähtikokonaisuudet syntyvät, elävät ja kuolevat.