Astronomer har bestemt orbitalbevægelsen af to forskellige populationer af stjerner i en gammel kugleformet stjerneklynge, hvilket giver bevis for, at de dannede sig på forskellige tidspunkter.
Forskere ledet af Harvey Richer fra University of British Columbia i Vancouver kombinerede nylige Hubble-observationer med otte års værdi af data fra teleskopets arkiv for at bestemme bevægelsen af stjernerne i den kugleformede klynge 47 Tucanae, som ligger omkring 16.700 lysår væk i den sydlige konstellation Tucana.
Disse billeder viser den gamle globulære klynge 47 Tucanae, en tæt sværm på op til en million stjerner. Hele klyngen (til venstre) blev taget af Storbritannien Schmidt Teleskop 12. oktober 1977 og 9. september 1989. NASAs Hubble-rumteleskopbillede i rektangulær kasse blev taget mellem januar og oktober 2010
Billedkredit: NASA, ESA, DSS, STScI / AURA / UKSTU / AAO, Univ. af Br. Columbia
Analysen gjorde det muligt for forskere for første gang at forbinde stjerneres bevægelse i klyngerne med stjernernes aldre. De to populationer i 47 Tucanae adskiller sig i alder med mindre end 100 millioner år.
”Når man analyserer bevægelser fra stjerner, jo længere tid baseline for observationer er, jo mere præcist kan vi måle deres bevægelse,” sagde Richer. ”Disse data er så gode, at vi faktisk kan se de individuelle bevægelser fra stjernerne i klyngen. Dataene giver detaljerede beviser for at hjælpe os med at forstå, hvordan forskellige stjernestande populationer dannes i sådanne klynger. ”
Mælkevejens kugleklynger er de overlevende relikvier fra vores galaksedannelse. De giver indsigt i den tidlige historie af vores galakse. 47 Tucanae er 10,5 milliarder år gammel og en af de lyseste af vores galakse mere end 150 kugleformede klynger. Klyngen måler cirka 120 lysår bredt.
Tidligere spektroskopiske undersøgelser afslørede, at mange kugleformede klynger indeholder stjerner med forskellige kemiske sammensætninger, hvilket antyder flere episoder med stjernefødsel. Denne Hubble-analyse understøtter disse undersøgelser, men tilføjer stjernenes orbitalbevægelse til analysen.
Richer og hans team brugte Hubbles avancerede kamera til undersøgelser til at observere klyngen i 2010. De kombinerede disse observationer med 754 arkivbilleder for at måle positionsændringen på mere end 30.000 stjerner. Ved hjælp af disse data kunne de se, hvor hurtigt stjernerne bevæger sig. Holdet målte også stjernenes lysstyrke og temperaturer.
Denne stjernearkeologi identificerede de to forskellige populationer af stjerner. Den første population består af rødere stjerner, som er ældre, mindre kemisk beriget og kredser i tilfældige kredse. Den anden population består af blåere stjerner, som er yngre, mere kemisk forbedrede og bevæger sig i mere elliptiske baner.
Manglen på tungere elementer i de rødere stjerner afspejler den oprindelige sammensætning af den gas, der dannede klyngen. Efter at de mest massive af disse stjerner afsluttede deres stjernevirkning, uddrev de gas beriget med tungere elementer tilbage i klyngen. Denne gas kolliderede med anden gas og dannede en anden, mere kemisk beriget generation af stjerner, der var koncentreret mod klyngecentret. Med tiden bevægede disse stjerner sig langsomt udad i mere elliptiske bane.
Dette er ikke første gang Hubble afslører flere generationer af stjerner i kugleformede klynger. I 2007 fandt Hubble-forskere tre generationer af stjerner i den massive kugleformede klynge NGC 2808. Men Richers team er det første, der forbinder stjernedynamik til separate populationer.
Holdets resultater offentliggøres i 1. juli-udgaven af The Astrophysical Journal Letters.
via NASA