Astronomy ReportsAstronomy ReportsАстрономический журнал0004-62993034-5170The Russian Academy of Sciences64766010.31857/S0004629924100023JMDAJJArticlesСТАТЬИResearch ArticleDestruction of open star clusters and the radius-mass relationshipРаспад рассеянных звездных скоплений и соотношение радиус-массаTutukovA. V.ТутуковА. В.
Russian Federation
svvs@ya.ruVereshchaginS. V.ВерещагинС. В.
Russian Federation
svvs@ya.ruChupinaN. V.ЧупинаН. В.
Russian Federation
svvs@ya.ruInstitute of Astronomy, Russian Academy of SciencesИнститут астрономии РАН151020241011088590228012025Copyright ©; 2024, The Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024The Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0004-6299/article/view/647660

The processes of formation and six mechanisms of disintegration of open star clusters (OSCs) are considered. Analytical estimates of the rates of OSC disintegration are made for the following mechanisms: loss of the initial gas component of OSCs, mass loss due to supernovae explosions and planetary nebula formation, pair interactions of OSC stars, acceleration of stars by binary systems of OSCs, interaction of OSC stars with stars of the Galactic disk, collisions of OSCs with giant molecular clouds (GMCs) at the front of a spiral wave. The destruction of OSCs is accompanied by the formation of a stellar stream. An analysis of the radius-mass ratio of the OSC core (RM) allowed us to conclude that it probably does not reflect the disintegration mechanism and is a product of observational selection effects. The evolution of an individual OSC in the R-M plane is determined by the initial density and external conditions.

Рассмотрены процессы образования и шесть механизмов распада рассеянных звездных скоплений (РЗС). Выполнены аналитические оценки скоростей распада РЗСв результате действия следующих механизмов: потеря начального газового компонента РЗС, потеря вещества из-за вспышек сверхновых звезд и образования планетарных туманностей, парные взаимодействия звезд РЗС, ускорение звезд двойными системами РЗС, взаимодействие звезд РЗС со звездами диска Галактики, столкновение РЗС с гигантскими молекулярными облаками (ГМО) на фронте спиральной волны. Разрушение РЗС сопровождается образованием звездного потока. Анализ соотношения радиус-масса ядра РЗС (RM) позволил сделать вывод о том, что оно, вероятно, не связано с механизмом распада и является продуктом эффектов наблюдательной селекции. Эволюция индивидуального РЗС в плоскости R–M определяется начальной плотностью и внешними условиями.

open star clusterscluster evolutionрассеянные звездные скопленияэволюция скопленийH. Shapley, John G. Wolbach Library, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (HarMo) 2 (1930).B. Hertzsprung, Bulletin of the Astronomical Institutes of the Netherlands 1, 218 (1923).R. Trumpler, Lick Observatory bulletin 14, 154 (1930).O.J. Eggen, A.R. Sandage, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 119, 255 (1959).Ch. Messier, Connoissance des Temps ou des Mouvements Célestes for 1784, 227 (1781).W. Herschel, Philosoph. Trans. Roy. Soc. of London 76, 457 (1786).R. Proctor, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 30, 50 (1869).A. Eddington, Nature 106, 14 (1920).S. Chandrasekhar, Astrophys J. 67, 206 (1938).H. Jonson, A. Sandage, Astrophys. J. 121, 616 (1955).I. King, Astron. J. 63, 265 (1958).O. Eggen, G. Herbig, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 137, 111 (1967).R. Larson, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 147, 323 (1970).S. Aarseth, Astron. and Ск 35, 237 (1974).A. Tutukov, Astron. and Astrophys. 70, 57 (1978).D.A. Vandenberg, Astrophys. J. Suppl. Ser. 51, 29 (1983).Ch. J. Lada, E.A. Lada, ASP Conf. Ser. 13, 3 (1991).P. Zwart, F. Simon, P. Hut et al., Astron. and Astrophys. 337, 363 (1998).N. Bastian, M. Gieles, ASPC 386, 353 (2008).A. Kamlah, R. Spurzem, P. Berczik et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 516, 3266 (2022).J.E. Wall et al., Astrophys. J. 904, 192 (2020).A. Just, A.E. Piskunov, J.H. Klos et al., Astron. and Astrophys. 672, id. A187 (2023).Е.L. Hunt, S. Reffert, Astron. and Astrophys. 673, A 114 (2023).R. Larson, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 194, 809 (1981).S. Pfalzner, H. Kirk, A. Sills et al., Astron. and Astrophys. 586, 68 (2016).J. Chieze, Astron. and Astrophys. 171, 225 (1987).A. Mok, R. Chandar, S. M. Fall, Astrophys. J. 911, 8 (2021).S. Smith, W. Cherny, Ch. Hayes et al., Astrophys. J. 961, 92 (2024).A. Tutukov, Astron. Rep. 63, 19 (2019).M. Krumholz, Sh. McKee, J. Bland-Hawthorn, Ann. Rev. of Astron. and Astrophys. 57, 227 (2019).B. Chen, G. Li, H. Yuan et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 493, 351 (2020).N. Choksi, J.M.D. Kruijssen, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 507, 5492 (2021)Y. Xing, K. Qiu, Res. in Astron. and Astrophys. 22, id.075006 (2022).K. Neralwar, D. Colombo, A. Duarte-Cabral et al., Astron. and Astrophys. 884, 84 (2022).J.P. Farias, S.S.R. Offner, M.Y. Grudić et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 527, 6732 (2024).J. Yuan, Y. Wu, S. Ellingsen et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 231, 11 (2017).F. Maeda, K. Ohta, Y. Fujimoto et al. Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 493, 5045 (2020).A. Just, S. Jacobi, B. Deis, Astron. and Astrophys. 289, 237 (2024).M. Fujii, P. Zwart, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 449, 126 (2015).M. Messa, A. Adamo, D. Calzetti et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 477, 1683 (2018).A. Mok, R. Chandar, S.M. Fall, Astrophys. J. 893, 135 (2020).M. Kobayashi, S.I. Inutsuka, H. Kobayashi, Astrophys. J. 836, 175 (2017).A. Tutukov, B. Shustov, Astrophysics 63, 552 (2020).P. Kroupa, IAUS 241, 109 (2007).А. Масевич, А. Тутуков. Эволюция звезд: теория и наблюдения (М: Наука, 1988).B.M. Shustov, A.V. Tutukov, Astron. Rep. 62, 784 (2018).H. Lamers, H. Baumgardt, M. Gieles, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 433, 1378 (2013).E. Vesperini, J. Hogg, J. Webb et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 476, 2731 (2018).K. Wang, E. Peng, Ch. Liu et al., Nature 623, 296 (2023).M. Kissler-Patig, A. Jordan, N. Bastian, Astron. and Astrophys. 448, 1031 (2006).Ch-Ch He, M. Ricotti, S. Geen, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 489, 1880 (2019).H. Li, O. Gnedin, N. Gnedin, Astrophys. J. 861, id. 107 (2018).M. Grudic, P. Horkins, E. Lee et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 488, 1501 (2019).E. Diaz-Marquez, R. Grau, G. Busquet et al., Astron. and Astrophys. 682, A180 (2024).S. Ray, S. Dhiwar, J. Bagehi et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 527, 9999 (2024).Z. He, K. Wang, Y. Luo et al., Astrophys J. Suppl. Ser. 262, 7 (2022).Ya. O. Chumak, A.S. Rastorguev, Astronomy Letters 32, 157 (2006).S. Meingast, J. Alves, Astron. and Astrophys. 621, L3 (2019).S. Röser, E. Schilbach, B. Goldman, Astron. and Astrophys. 621, L2 (2019).S. Linden, A. Evans, L. Amus et al., Astrophys. J. 944, 55 (2023).O. Gunes, Y. Karatas, Ch. Bonatto, Astron. Nachrichten. 338, 464 (2017).К. Маршал. Задача трех тел (М: Наука, 2005).A. Tutukov, M. Sizova, S. Vereshchagin, Astron. Rep. 64, 827 (2020).E. Vaher, D. Hobbs, P. McMillan et al., Astron. and Astrophys. 679, A105 (2023).Y. Hirata, T. Mirase, J. Nishi et al., Publ. Astron. Soc. Jap. 76, 65 (2024).N.V. Kharchenko et al., J/A+A/558/A53/catalog (2013).S. Roser, E. Schilbach, Astron. and Astrophys. 638, 9 (2020).G. Thomas, B. Famaey, G. Monari et al., Astron. and Astrophys. 678, 180 (2023).S. Goodwin, N. Bastian, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 373, 152 (2006).H. Lamers, M. Gieles, Astron. and Astrophys. 455, 17 (2006).D. Cook, L. Lee, A. Adamo et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 519, 3749 (2023).M. Krumnolz, C. McKee, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 494, 624 (2020).N. Bastian, M. Gieles, H. Lamers et al., Astron. and Astrophys. 431, 905 (2005).C. Lada, E. Lada, Ann. Rev. of Astron. and Astrophys. 41, 57 (2003).S. Pfalzner, T. Kaczmarek, Astron. and Astrophys. 559, 38 (2013).J. Maiz Apellzner, M. Gonzalez, R. Barba et al., Astron. and Astrophys. 657, 12 (2022).J. Balin, Astrophys. J. 863, 99 (2018).A. Eddington, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 76, 572 (1916).В. Амбарцумян, Ученые зап. ЛГУ, Сер. мат. 4, 19 (1938).L. Spitzer, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 100, 396 (1940).S. Chandrasekhar, Astrophys. J. 98, 54 (1943).S. Mc Millan, Astrophys. J. 307, 126 (1986).M. Fujii, M. Iwasawa, Y. Funato et al., Astrophys. J. 686, 1082 (2008).M. Giersz, D. Heggie, J. Hurley et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 431, 2184 (8013).H. Lamers, M. Gieles, Astron. and Astrophys. 455, 17 (2006).F. Anders, T. Kantat-Gaudin, I. Quadrino, Astron. and Astrophys. 645, 2 (2021).Л.Э. Гуревич, Б.Ю. Левин, Доклады Академии наук СССР 70, 781 (1950).A. Tutukov, N. Chupina, S. Vereshchagin, Astron. Rep. 67, 1418 (2023).J. Kirkpatrick, F. Marocco, Ch. Geling et al., Astrophys. J. Supp. Ser. 271, id.55 (2024).D. Horta, A. Price-Whelan, D. Hogg et al., Astrophys. J. 962, id.165 (2024).J. Donada, F. Andres, C. Jordi et al., Astron. and Astrophys. 675, id.A89 (2023).J. Darbinhausen, M. Marks, P. Kroupa, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 510, 413 (2022).M. Wilkinson, J. Hurley, A. Mackey et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 343, 1025 (2003).D.C. Heggie, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 173, 729 (1975).J. Hills, Astron. J. 80, 809 (1975).A. Tokovinin, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 389, 925 (2008).D. Miller, I. Caiazzo, J. Heyl et al., Astrophys. J. Lett. 956, id.L41 (2023).L. Wang, A. Tani Kawa, M. Fujii, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 509, 4713 (2022).N. Dickson, P. Smith, V. Ytnault-Brunet et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 529, pp.331 (2023).T. Van Albade, J. Gorkom, Astron. and Astrophys. 54, 121 (1977).J.W. Lee, Astrophys. J. 961, id.227 (2024).L. Saleh, J. Barnes, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 527, 8551 (2024).S. White, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 189, 831 (1979).S. Van den Berg, D. McClure, Astron. and Astrophys. 88, 360 (1980).M. Gieles, S. Portegies Zwart, H. Baumgardt, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 371, 793 (2006).P. Solomon, L. Sandos, N. Scoville, IAUS 84, 35 (1979).Ch. Lada, T. Dame, Astrophys J. 898, 3 (2020).T. Nony, R. Galvan-Madrid, N. Brouiller et al., Astron. and Astrophys. 687, id.A84 (2024).B. Bhatt, A. Pandey, H. Mahra, Astrophys. and Space Sci. 129, 293 (1987).M. Gieles, H. Baumgardt, D.C. Heggie et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 408, 16 (2010).B. Cuevas-Otahola, Y. Mayya, I. Puerari et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 500, 4422 (2021).M. Gieles, ASP Conf. Ser. 470, 339 (2013).V. Jadhav, P. Kroupa, W. Wu, J. Pflamm-Altenburg, I. Thies, Astron. and Astrophys. 687, id.A89 (2024).A.R. Shirazi, H. Haghi, A.H. Zonoozi, A. Farhani Asl, P. Kroupa, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 531, Issue 4, pp.4166 (2024).M. Mezchua, H. Dominguez Sanchez, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 528, pp.5252 (2024).M. Figueira, M. Siudek, A. Pollo, et al. Astron. and Astrophys. 687, id.A117 (2024).A. Tokovinin, Astrophys. J. Supp. Ser. 235, 6 (2018).T. Merle, Bulletin de la Société Royale des Sciences de Liège 93, 170 (2024).X. Pang, Y. Li, Z. Yu et al., Astrophys. J. 912, 162 (2021).A. Tutukov, S. Vereshchagin, Physics-Uspekhi 66, 859 (2023).R. Ibata, K. Malhan, N. Martin et al., Astrophys. J. 914, 123 (2021).L. Bai, J. Zhong, L. Chen, J. Li, J. Hou, Research in Astron. and Astrophys. 22, id.055022 (2022).K.V. Nedkova, M. Rafelski, H.I. Teplitz, V. Mehta, et al., Astrophys. J. 970, id.188 (2024).M. Kulesh, A. Samirkhanova, G. Carraro, et al., Astron. J. 167, id.212 (2024).