欧州宇宙機関（ESA）のガイアミッションからのデータに基づき、EPFLとマックス・プランク天文学研究所の研究者たちは、天の川銀河内の約1,200個の公開星団に存在する約35,000個の変光星をマッピングしました。この包括的な研究は、恒星進化の全体像を提供し、星々がその集団内でどのように誕生し、老化し、そして最期を迎えるのかを明らかにしています。
公開星団は、同じ物質から同時に形成され、重力によって結びついた星の集まりであり、恒星の挙動を研究するための自然な実験室となります。変光星、すなわち明るさが規則的に変化する星は、星の内部物理学や銀河全体の理解に貴重な洞察を与えます。従来、天文学者は星団と変光星を別々に研究することが多く、一度に一つの星団に焦点を当てることが一般的でした。
これらのアプローチを組み合わせることで、EPFLとマックス・プランク研究所の研究者たちは、恒星のライフサイクルの新たなパターンを浮き彫りにする統一された地図を作成しました。彼らの発見によると、これらの星団内の星の5分の1以上に相当する星が時間とともに変光性を示しており、これは以前考えられていたよりも変光性が一般的であることを示唆しています。特に、若い星団にはより多様な種類の変光星が含まれる一方、古い星団には太陽のようなゆっくりとした周期を持つ星が多く見られることが明らかになりました。
この研究はまた、特定の種類の変光星が星団の年齢の指標として機能し、複雑なモデルに頼ることなく星の集団の年齢を測定するための新しいツールを提供することを示しています。研究者たちは、これらの星団内の35,000個の変光星すべての位置、種類、特性を共有するカタログを公開しました。このリソースは、恒星進化を追跡するための重要なツールであるヘルツシュプルング・ラッセル図において、異なる種類の変光星がどのように分布しているかを示す、これまでで最も鮮明な図を提供します。
ガイア衛星は最近運用を終了しましたが、その膨大な観測アーカイブは、科学者たちによって引き続き処理・分析されています。星々の生命とそれらを支配する物理学を理解することは、私たちの起源と宇宙における私たちの場所を理解するために不可欠です。EPFLの標準星および距離研究所長であるリチャード・I・アンダーソン氏は、「私たちは星屑からできています。星々の生命とそれらを支配する物理学を理解することは、私たちの起源と宇宙における私たちの場所を理解するために不可欠です」と述べています。
この研究は、約6,500光年以内にある星団に焦点を当てており、近接性が正確な距離と年齢の測定に不可欠であるため、結果の信頼性が高いことを保証しています。この研究手法は、星々のライフサイクルの理解を深めるものです。研究者たちは、年齢、距離、明るさを含む星団内の個々の星の特性を比較することにより、星々の複雑なタペストリーとそれらの間の変化のパターンを特定しました。さらに、特定の変光星の種類が、複雑なモデルに頼ることなく星団の年齢を推定するための自然な年齢マーカーとして機能できることを発見しました。この発見は、星団の年齢を決定するための新たな方法を提供します。
この研究は、天文学者が銀河の構造と進化を理解する上で重要な役割を果たしています。約1,100個の公開星団が天の川銀河内で発見されており、さらに多くの星団が存在すると考えられています。これらの星団は、銀河中心を公転する際に、他の星団やガス雲との接近により、数億年かけて分散していきます。公開星団は、銀河円盤に強く集中しており、そのスケールハイトは約180光年です。この研究は、ガイアのデータリリース3を利用しており、約20億個の星の位置、明るさ、色に関する詳細情報が含まれています。このデータセットには、変光星に関するこれまでで最も明確なヘルツシュプルング・ラッセル図も含まれており、恒星進化を追跡するための基礎的なツールとなっています。ガイアのデータは今後も活用され、星団の進化と銀河の構造に関する理解を深めることが期待されています。