Средняя плотность звёзд в звёздных ассоциациях меньше, чем в общем звёздном поле Галактики, а размеры звёздных ассоциаций находятся в интервале от 30 до 200 парсек. Естественно, при таких больших линейных размерах и низкой плотности звёзды, входящие в звёздные ассоциации, не могут долго находиться в системе, несмотря на силы взаимного притяжения.
Для наглядного и упрощённого представления звёздных ассоциаций возьмём произвольное открытое звёздное скопление размером в несколько парсек, имеющее в своём составе О и В звёзды (или звёзды типа Т Тельца), для которого полная энергия системы отрицательна, и расширим это скопление до таких размеров, чтобы его полная энергия превратилась в положительную. Наверное, его размеры после расширения будут находиться в пределах 30—200 парсек. Такое звёздное скопление будет похоже на звёздную ассоциацию, где взаимное притяжение звёзд не сможет уже удерживать их в скоплении.
Словосочетание «звёздные ассоциации» встречалось в научной литературе и до работ Амбарцумяна (Бидельман и др.). Однако звёздные ассоциации Амбарцумяна как нестационарные, неустойчивые, распадающиеся, расширяющиеся звёздные системы с многочисленными особенностями, присущими областям звездообразования, относятся к совершенно новому типу звёздных систем с чётко выраженным космологическим смыслом.
Очень трудно определить хронологически начало исследований Амбарцумяном звёздных ассоциаций. Первая его статья под названием «Звёздные ассоциации» появилась в «Астрономическом журнале» в 1949 году. Однако значительно раньше Амбарцумян проанализировал и уточнил теорию Росселанда о разрушении скоплений звёзд. Этому в 1938 году была посвящена статья «К вопросу о динамике открытых скоплений»[150].
В связи с феноменом звёздных ассоциаций Амбарцумяном были первоначально высказаны две гипотезы: первая — процесс звездообразования продолжается в нашу эпоху и вторая — звёзды возникают группами. Эти гипотезы подтвердились в дальнейшем, выступая в качестве неотъемлемой закономерности развития звёздного мира, и легли в основу звёздной космогонии.
Были определены и выделены два типа звёздных ассоциаций: О-ассоциации и Т-ассоциации.
О-ассоциации — группы горячих гигантов. Диаметры О-ассоциаций, как уже говорилось, заключены в пределах 30—200 парсек.
Наиболее близкими к нам О-ассоциациями оказались: ассоциация в Орионе на расстоянии около 330 парсек, ассоциация вокруг ζ Персея на расстоянии 600 парсек и ассоциация Цефей II на расстоянии 600 парсек от нас. Среди более далёких ассоциаций по богатству звёздами выделяются ассоциации вокруг χ и h Персея, ассоциации вокруг Р Лебедя и η Киля.
Список ассоциаций, составленный в Бюраканской обсерватории, содержал 25 О-ассоциаций, однако общее число О-ассоциаций в Галактике должно измеряться многими сотнями.
Амбарцумян первым доказал, что О-ассоциации не могут быть сгущениями, возникшими в результате статистических флуктуаций в распределении звёзд типов О и В. Также замечено, что в О-ассоциациях относительное число звёзд низкой светимости значительно меньше, чем для общего звёздного поля. Эти факты определили космологический аспект звёздных ассоциаций Амбарцумяна.
В отличие от О-ассоциаций, T-ассоциации содержат иррегулярные переменные звёзды-карлики, называемыми звёздами типа T Тельца. Было установлено, что они расположены небольшими, сравнительно компактными группами, причём плотность некоторых из этих групп столь велика, что превосходит плотность звёзд типа T Тельца в окружающем звёздном поле. Есть основания считать, что звёзды типа T Тельца — молодые объекты. Многие из них, вероятно, имеют возраст порядка 106 лет. В спектре звезды типа T Тельца наблюдаются яркие линии, а её непрерывная эмиссия иногда настолько сильна, что все линии поглощения оказываются завуалированными.
Иногда ассоциации содержат в значительном количестве и те, и другие объекты. Названы эти системы О+Т-ассоциациями.
Обнаружение звёздных ассоциаций — крупнейшее открытие XX века. Оно вызвало большой интерес среди астрофизиков. Однако были и серьёзные противники, которые в основном сомневались в расширении (распаде) молодых звёздных групп, то есть оспаривалось их космогоническое значение.