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Nouvelles découvertes de l'étude du groupe ouvert M38

Des chercheurs découvrent de nouvelles infos sur la formation des étoiles grâce aux données de l'amas ouvert M38.

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Cet article parle des Amas ouverts, qui sont des groupes d'étoiles nées à peu près au même moment et qui partagent des caractéristiques similaires. Récemment, des chercheurs se sont penchés sur ces amas pour en savoir plus sur leur formation et comment ils peuvent être utilisés pour étudier les étoiles de notre galaxie.

C'est quoi les Amas Ouverts ?

Les amas ouverts sont des groupes d'étoiles qui se forment à partir de la même nébuleuse de gaz et de poussière. Contrairement à d'autres groupes d'étoiles qui peuvent être plus vieux et plus compacts, les amas ouverts sont généralement plus jeunes et leurs étoiles sont assez dispersées. En gros, toutes les étoiles d'un amas ouvert ont un truc en commun : on pense qu'elles ont la même composition chimique à leur formation.

Les Amas M37 et M38

Dans cette étude, deux amas ouverts sont mis en avant : M37 et M38. Des recherches précédentes sur M37 ont montré que les étoiles là-bas ont des compositions chimiques initiales différentes. Cela veut dire que toutes les étoiles de M37 ne sont pas nées avec les mêmes matériaux. Cette découverte était surprenante car elle allait à l'encontre de l'idée reçue que toutes les étoiles d'un amas sont similaires.

M38 n'a pas été étudié autant que M37. Les chercheurs ont décidé de voir s'ils trouveraient des résultats similaires dans M38. Ils ont utilisé des outils avancés de la mission spatiale Gaia, qui fournit des informations détaillées sur les positions, distances et luminosités des étoiles.

L'Étude de M38

Les chercheurs ont rassemblé des données de M38 pour créer une image plus claire des étoiles dans l'amas. En utilisant différents types de mesures lumineuses, ils ont fabriqué un diagramme spécial montrant la relation entre la luminosité et la couleur des étoiles. C'était pour voir comment les étoiles de M38 sont organisées.

Un aspect important de cette étude était de vérifier si les différences de couleurs des étoiles étaient dues à des facteurs comme la poussière qui peut bloquer la lumière ou à la présence de paires d'étoiles trop proches pour être vues séparément.

Résultats

L'investigation de M38 a montré que les différences de couleurs entre les étoiles peuvent surtout être expliquées par l'effet de la poussière et la présence d'étoiles très proches, appelées binaires non résolues. Cela signifie que, contrairement à M37, il n'était pas nécessaire de penser à différentes compositions chimiques parmi les étoiles de M38.

Importance de la Couleur des Étoiles

Quand on regarde les étoiles, leur couleur peut nous en dire beaucoup sur elles. Par exemple, les étoiles bleues sont généralement plus chaudes que les étoiles rouges. La luminosité et la couleur d'une étoile aident les scientifiques à comprendre son âge, sa composition et d'autres caractéristiques. Dans cette étude, les chercheurs se sont concentrés sur la Séquence principale inférieure des étoiles dans les diagrammes de couleur qu'ils ont créés.

Comparaison avec les Idées Précédentes

Traditionnellement, on pensait que les amas ouverts hébergeaient des étoiles qui se formaient toutes en même temps et avec les mêmes matériaux. Cependant, certaines études récentes sur d'autres amas ont suggéré que ce n'est peut-être pas le cas. En fait, des âges et des compositions chimiques différents ont été trouvés au sein de certains amas.

Les résultats de M37 laissaient entendre qu'il pourrait être courant que les amas aient une variété de compositions chimiques, remettant en question la croyance traditionnelle. Cependant, l'étude de M38 a suggéré que tous les amas ne suivent pas cette tendance.

La Méthodologie

Pour réaliser l'étude, les chercheurs ont analysé les données recueillies lors de diverses observations. Ils ont filtré les données pour ne se concentrer que sur les membres probables de M38. Cela a été fait à travers une série d'étapes visant à calculer la probabilité que chaque étoile fasse partie de l'amas.

Avec ces données filtrées, ils ont examiné le positionnement global et les mouvements des étoiles. Ils étaient particulièrement intéressés par la mesure de la distance de M38 par rapport à la Terre et la compréhension de ses propriétés.

Mesurer la Distance et le Mouvement

Un des points clés pour comprendre un amas est de mesurer à quelle distance il se trouve de nous. Pour M38, les chercheurs ont utilisé des données sur la luminosité et les mouvements des étoiles pour estimer sa distance. Ils ont trouvé que M38 est à environ 800 parsecs.

En combinant diverses mesures, les chercheurs ont également pu déterminer le mouvement moyen des étoiles dans l'amas. Ces informations donnent des aperçus sur la façon dont l'amas s'intègre dans le tableau plus large de notre galaxie.

Le Diagramme Couleur-Luminosité

Le diagramme couleur-luminosité est un outil crucial en astrophysique. Il montre la relation entre la luminosité des étoiles et leurs couleurs. Ce diagramme peut révéler des caractéristiques importantes sur les étoiles.

Dans le cas de M38, les chercheurs ont trouvé que, bien que les étoiles soient bien définies en termes de luminosité, elles ne montraient pas de signe évident d'un départ prolongé, c'est-à-dire l'endroit où les étoiles quittent la séquence principale pour entrer dans des étapes plus tardives de leur cycle de vie.

Comprendre la Séquence Principale

La séquence principale est une étape dans le développement des étoiles où elles passent la plus grande partie de leur vie. Les étoiles de la séquence principale fusionnent l'hydrogène en hélium dans leurs cœurs. Les caractéristiques de ces étoiles peuvent donner des informations aux chercheurs sur leur âge et les processus qui ont mené à leur formation.

Dans leur analyse, les chercheurs ont examiné une plage spécifique de niveaux de luminosité dans M38 pour explorer davantage cette séquence principale.

Investiguer les Variations de Couleur

Pour enquêter sur les variations de couleur parmi les étoiles de M38, les chercheurs ont utilisé plusieurs mesures de couleur. En comparant les observations réelles avec des simulations de ce qu'ils s'attendaient à voir si toutes les étoiles étaient similaires, ils espéraient mieux comprendre les raisons derrière la dispersion des couleurs.

Les résultats ont montré que les variations de couleur n'étaient pas aléatoires. Au contraire, elles suivaient des motifs clairs qui s'alignaient avec les idées de l'affaiblissement différentiel (l'effet de la poussière) et des binaires non résolues.

Conclusion

Les résultats de l'étude de M38 contribuent aux discussions en cours sur la nature des amas ouverts. Alors que M37 montrait des signes de variété de compositions chimiques parmi ses étoiles, M38 ne l'a pas fait.

Ces différences soulignent la complexité de la formation des étoiles et l'évolution des amas. Plus d'études, y compris des enquêtes photométriques et spectroscopiques, seront essentielles pour approfondir notre connaissance des amas et des méthodes utilisées pour étudier les étoiles de notre galaxie.

Directions Futures

Alors que la recherche continue, les scientifiques espèrent explorer d'autres amas pour voir s'ils présentent des caractéristiques similaires à celles de M37 ou M38. Cette recherche est cruciale pour améliorer notre compréhension de la formation et de l'évolution des étoiles et des amas au fil du temps.

En rassemblant plus de données provenant de divers amas et en utilisant les avancées technologiques, les chercheurs visent à créer une image plus claire des processus complexes qui façonnent notre univers.

Source originale

Titre: The broadening of the main sequence in the open cluster M38

Résumé: Our recent multi-band photometric study of the colour width of the lower main sequence of the open cluster M37 has revealed the presence of a sizeable initial chemical composition spread in the cluster. If initial chemical composition spreads are common amongst open clusters, this would have major implications for cluster formation models and the foundation of the chemical tagging technique. Here we present a study of the unevolved main sequence of the open cluster M38, employing Gaia DR3 photometry and astrometry, together with newly acquired Sloan photometry. We have analysed the distribution of the cluster's lower main sequence stars with a differential colour-colour diagram made of combinations of Gaia and Sloan magnitudes, like in the study of M37. We employed synthetic stellar populations to reproduce the observed trend of M38 stars in this diagram, and found that the observed colour spreads can be explained simply by the combined effect of differential reddening across the face of the cluster and the presence of unresolved binaries. There is no need to include in the synthetic sample a spread of initial chemical composition as instead necessary to explain the main sequence of M37. Further photometric investigations like ours, as well as accurate differential spectroscopic analyses on large samples of open clusters, are necessary to understand whether chemical abundance spreads are common among the open cluster population.

Auteurs: M. Griggio, M. Salaris, L. R. Bedin, S. Cassisi

Dernière mise à jour: 2023-06-09 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2306.05737

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.05737

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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