En öppen stjärnhop som hittills lyckats gömma sig på himlen mitt framför våra ögon har hittats. Stjärnhopen, kallad Valparaiso 1, har varit svår att urskilja mot bakgrund av stjärnmyllret i Vintergatan. Rymdobservatoriet Gaias noggranna mätningar av stjärnornas rörelser har avslöjat kameleonten. Öppna stjärnhopar består av yngre stjärnor och kunskap om dessa hopar är viktig för vår förståelse av hur Vintergatan utvecklats under senare årmiljoner, alltså i kosmisk nutid.
Många astronomiska observationer försvåras av att objekten vi vill studera ligger på stora avstånd. Att sikten skyms av gas och stoft i förgrunden är ett annat vanligt bekymmer. I vissa fall är problemet dock omvänt: Ett objekt kan vara svårt att studera för att det är närbeläget och för att bakgrunden är rörig. Detta problem drabbar ibland astronomer som letar efter öppna stjärnhopar.
Hur hitta hopen?
Dessa klungor av yngre stjärnor ligger oftast nära Vintergatans plan, där stjärntätheten är hög. En närbelägen stjärnhop kan alltså se ut att smälta in i bakgrunden. Stjärnorna i en hop rör sig dock genom rymden på ett samlat sätt. Hittar vi en grupp stjärnor på himlen som delar rörelsemönster kan detta avslöja en tidigare okänd stjärnhop, även om den har en stökig himmelsbakgrund. Bildmontaget nedan visar två lika stora fält på stjärnhimlen, runt de platser där Valparaiso 1 respektive NGC 457 syns. Stjärnhopen NGC 457 ligger längre bort än Valparaiso 1, men Valparaiso 1 har både tätare stjärnbakgrund och mer stoft i förgrunden.
Astronomen Ignacio Negueruela vid universitetet i spanska Alicante kom Valparaiso 1 på spåren när spektra som tagits 2012 av stjärnor i stjärnbilden Skölden visade på en samling av ljusstarka, blåa stjärnor. En sådan samling blåa stjärnor på samma ställe antydde att det kunde röra sig om en stjärnhop. En stjärnas färg kan antyda dess ålder och de blåa stjärnorna förväntas vara unga. Efter uppskjutningen 2013 har rymdobservatoriet Gaia mätt lägen och rörelser för stjärnor över hela himlen, och data från Gaia har låtit Negueruela och hans grupp undersöka de blåa stjärnornas rörelser närmare.
Mot en myllrande bakgrund
Ur Gaia-katalogen från 2018 valdes alla stjärnor belägna inom knappt 1 grads radie från mitten av klungan med blåa stjärnor. Genom statistiska beräkningar hittades i detta urval en grupp stjärnor i med inbördes snarlika egenrörelser, alltså snarlika rörelser i himmelsplanet. Gaia har kunnat mäta dessa långsamma rörelser, i detta fall ca 1/1000 bågsekund per år, som avslöjar en stjärngrupp på gemensam färd genom Vintergatan.
Stjärnbilden Skölden ligger i Vintergatans plan, ganska nära stjärnbilden Skytten där galaxens centrum finns. På dessa delar av himlen är stjärnmyllret därför tätt och att hitta en stjärnhop sedd mot denna bakgrund är som att leta efter kameleonter. En kameleont som sitter stilla mot bakgrund av ett lövverk kan vara svår att få syn på, men om djuret rör sig blir det lättare att hitta.
Negueruela och kollegorna studerade även färg-magnituddiagrammet (fördelningen av stjärnornas ljusstyrkor som funktion av deras färger) för de utvalda stjärnorna. Stjärnorna låg prydligt samlade i diagrammet. Forskarlaget kunde vaska fram knappt 500 stjärnor ljusare än 16:e magnituden som tillhör stjärnhopen. Med Isaac Newton-teleskopet på La Palma togs 2018 spektra av några stjärnor i hopen, som visade att de rör sig med en fart på ca 40 km/s bort från solsystemet. Allt detta stärker intrycket att stjärnorna har gemensamt ursprung och bildar en öppen stjärnhop. Forskarlaget har publicerat sina resultat i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Inte direkt någon ungdom
Hur gammal, eller snarare ung, är Valparaiso 1? I litet äldre stjärnhopar har de allra tyngsta och mest ljusstarka stjärnorna redan hunnit explodera som supernovor. Kunskap om hur pass ljusstarka stjärnor som ännu finns kvar i en stjärnhop kan omsättas i en uppskattning av hopens ålder. Gaias observationer pekar på att Valparaiso 1 ligger ca 7500 ljusår bort, vilket låtit Negueruela m.fl. uppskatta den absoluta ljusstyrkan hos dess stjärnor. Gas och stoft mellan oss och stjärnhopen gör skattningen av absolut ljusstyrka en smula osäker, men forskarna kommer fram till en uppskattad ålder runt 75 miljoner år.
Den kanske mest välkända öppna stjärnhopen, Plejaderna, är över 100 miljoner år gammal. I kontrast till detta kan nämnas den öppna stjärnhopen i Örnnebulosan, som uppskattas vara blott ca 3 miljoner år gammal. Solen, som är hela 4,6 miljarder år gammal, ingick som nybildad stjärna i en öppen stjärnhop som sedan länge skingrats i Vintergatan.
Att Valparaiso 1 kunnat hålla ihop så länge, utan att dras sönder av omgivningens gravitation, antyder att hopen måste ha varit tämligen tung när den bildades. Artikelförfattarna uppskattar att Valparaiso 1 ursprungligen hade en massa på 10 000 solmassor, vilket är en ganska hög födselvikt för öppna stjärnhopar. Nu har Valparaiso 1 lämnat barndomen och erbjuder oss en fin möjlighet att studera medeltunga stjärnor vars ålder vi känner.
Fler hopar gömmer sig där ute
I färska kataloger över öppna stjärnhopar förtecknas totalt ca 3000 objekt av denna typ. Vilken skillnad gör det då att lägga Valparaiso 1 till listan? Det visar sig att ännu fler hittills förbisedda stjärnhopar gömmer sig i Vintergatan. I en studie ledd av doktoranden Alfred Castro-Ginard vid universitetet i Barcelona har ett datorkluster använts för att gå igenom 123 miljoner stjärnor i Gaia-katalogen i jakt på okända stjärnhopar.
Bland de stjärnklungor med gemensam egenrörelse som hittats har totalt 582 tidigare okända öppna stjärnhopar identifierats — bland dem finns även Valparaiso 1. Studien från 2020 som Castro-Ginard lett ger ett betydande tillskott av öppna stjärnhopar som väntar på att undersökas närmare. Stjärnorna i dessa hopar kan ge oss mer kunskap om vad som pågått i vår hemgalax under de senaste hundra miljoner åren.
