|
Формирование и эволюция шаровых скоплений
|
|
|
|
Исследование, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, знаменует собой важную веху в нашем понимании формирования и динамической эволюции множественных звездных популяций в шаровых скоплениях (сферических и очень компактных звездных агломерациях, обычно населенных 1-2 миллионами звезд).
|
|
|
|
Это новаторское исследование, проведенное группой исследователей из Национального института астрофизики (INAF), Университета Болоньи и Университета Индианы, является первым, в котором был проведен трехмерный кинематический анализ множественных звездных популяций для репрезентативной выборки из 16 шаровых скоплений в нашей галактике. В нем содержится новаторское наблюдательное описание их кинематических свойств (то есть того, как звезды движутся внутри шаровых скоплений) и их долгосрочной эволюции с момента образования до наших дней.
|
|
|
|
Эмануэле Далессандро, исследователь из INAF в Болонье, ведущий автор статьи и координатор рабочей группы, объясняет: "Понимание физических процессов, лежащих в основе формирования и ранней эволюции шаровых скоплений, является одним из самых интересных и обсуждаемых вопросов астрофизики за последние 20-25 лет.
|
|
|
|
|
|
|
"Результаты нашего исследования являются первым убедительным доказательством того, что шаровые скопления сформировались в результате множественных событий звездообразования и накладывают фундаментальные ограничения на динамический путь, по которому следовали скопления на протяжении всей своей эволюции. Эти результаты стали возможны благодаря мультидиагностическому подходу и сочетанию самых современных наблюдений и динамического моделирования".
|
|
|
|
В исследовании подчеркивается, что кинематические различия между несколькими популяциями являются ключом к пониманию механизмов формирования и эволюции этих древних структур.
|
|
|
|
Шаровые скопления, возраст которых может достигать 12-13 миллиардов лет (таким образом, они относятся к эпохе зарождения космоса), являются одними из первых систем, образовавшихся во Вселенной. Они представляют собой типичную популяцию всех галактик. Это компактные системы (с массой в несколько сотен тысяч солнечных масс и размерами в несколько парсеков), и их можно наблюдать даже в отдаленных галактиках.
|
|
|
|
"Их астрофизическое значение огромно, - говорит Далессандро, - поскольку они не только помогают нам проверять космологические модели формирования Вселенной из-за их возраста, но и предоставляют естественные лаборатории для изучения формирования, эволюции и химического обогащения галактик". Хотя шаровые скопления изучаются уже более ста лет, недавние результаты наблюдений показывают, что наши знания все еще в значительной степени неполны.
|
|
|
|
"Результаты, полученные за последние два десятилетия, неожиданно показали, что шаровые скопления состоят из более чем одной звездной популяции: изначальной, с химическими свойствами, сходными с другими звездами галактики, и другой, с аномальным химическим содержанием легких элементов, таких как гелий, кислород, натрий и азот", - говорит Марио Каделано, научный сотрудник факультета физики и астрономии Болонского университета и сотрудник INAF, один из авторов исследования.
|
|
|
|
"Несмотря на большое количество наблюдений и теоретических моделей, направленных на характеристику этих популяций, механизмы, регулирующие их формирование, до сих пор не поняты".
|
|
|
|
Исследование основано на измерении трехмерных скоростей, т.е. комбинации собственных движений и лучевых скоростей, полученных с помощью телескопа ESA Gaia и данных, полученных, в частности, с телескопа ESO VLT, в основном в рамках исследования MIKiS Survey (Multi Instrument Kinematic Survey), спектроскопического исследования, специально предназначенного для определения скорости движения. при изучении внутренней кинематики шаровых скоплений. Использование этих телескопов из космоса и с земли позволило получить беспрецедентное трехмерное представление о распределении скоростей звезд в выбранных шаровых скоплениях.
|
|
|
|
Анализ показывает, что звезды с различным содержанием легких элементов характеризуются различными кинематическими свойствами, такими как скорости вращения и орбитальное распределение.
|
|
|
|
"В этой работе мы подробно проанализировали движение тысяч звезд внутри каждого скопления", - добавляет Алессандро Делла Кроче, аспирант INAF в Болонье. "Быстро стало ясно, что звезды, принадлежащие к разным популяциям, обладают различными кинематическими свойствами: звезды с аномальным химическим составом, как правило, вращаются быстрее, чем другие внутри скопления, и постепенно распространяются от центральных областей к внешним".
|
|
|
|
Интенсивность этих кинематических различий зависит от динамического возраста шаровых скоплений. "Эти результаты согласуются с долгосрочной динамической эволюцией звездных систем, в которых звезды с аномальным содержанием химических веществ формируются с большей концентрацией в центре и вращаются быстрее, чем обычные.
|
|
|
|
"Это, в свою очередь, говорит о том, что шаровые скопления образовались в результате многократных эпизодов звездообразования, и предоставляет важную информацию для определения физических процессов и временных рамок, лежащих в основе формирования и эволюции массивных звездных скоплений", - подчеркивает Далессандро.
|
|
|
|
Это новое трехмерное изображение движения звезд в шаровых скоплениях дает беспрецедентную и увлекательную картину формирования и динамической эволюции этих интригующих систем. Это также помогает прояснить некоторые из самых сложных загадок, связанных с происхождением этих древних структур.
|
|
|
|
Источник
|
