Liczenie gromad w celu zbadania formowania się starych gwiazd

Gwiazdy mogą znajdować się w wielu różnych miejscach: niektóre z nich leżą w galaktykach, inne zaś w ciasno związanych gromadach gwiazd, które same krążą wokół galaktyk. Gwiazdy, które istnieją w najgęstszych i najstarszych gromadach kulistych – powstały w ekstremalnych warunkach w bardzo wczesnych czasach, w regionach przestrzeni kosmicznej o wysokim ciśnieniu gazu. Gromady kuliste są antycznymi reliktami kodującymi informacje o warunkach formowania się gwiazd we wczesnym Wszechświecie.

Autorzy artykułu opublikowanego 1 marce wykorzystali dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a do zbadania populacji gromad kulistych w skrajnie rozproszonej galaktyce NGC5846-UDG1 (w skrócie UDG1). Galaktyki skrajnie rozproszone to rodzaj galaktyk karłowatych o niskiej jasności powierzchniowej, które mogą mieć rozmiary zbliżone do galaktyki Drogi Mlecznej, ale są do 100 razy mniej jasne. Dokładny sposób powstawania tych dziwnych galaktyk jest w astronomii kwestią otwartą. Co zatem populacja gromad kulistych w UDG1 może nam powiedzieć o powstaniu galaktyk?

Galaktyka bogata w gromady kuliste
Kluczowym wynikiem tego artykułu jest stwierdzenie, że w UDG1 znajduje się znacznie więcej gromad kulistych niż można by się spodziewać po galaktyce o tej masie – liczba ta wynosi 54 (± 9)! Oprócz liczby gromad kulistych, autorzy oszacowali również całkowitą ilość światła pochodzącego z gromad w stosunku do całkowitej ilości światła w samej galaktyce. Autorzy stwierdzili, że gromady kuliste emitują obecnie 13% całkowitego światła galaktyki, co oznacza, że 13% gwiazd tej galaktyki znajduje się w gromadach kulistych – jest to najwyższy ułamek gwiazd w gromadach kulistych znany dotychczas dla jakiejkolwiek galaktyki i jest on 100 razy większy niż ułamek gwiazd w gromadach kulistych w Drodze Mlecznej!

Chociaż obecny udział gwiazd w gromadach kulistych dla UDG1 wynosi 13%, to prawdopodobnie we wcześniejszych okresach był on znacznie wyższy ze względu na dynamiczną ewolucję tych gromad. Oczekuje się, że gromady kuliste będą oddziaływać ze swoim otoczeniem i z czasem tracić masę (lub ulegać całkowitemu zniszczeniu) w wyniku oddziaływania pływowego. Gwiazdy utracone z gromad mogą w końcu znacząco przyczynić się do zawartości gwiazd w samej galaktyce.

Te procesy utraty masy mogą prowadzić do utraty przez układy gromad kulistych do 80-90% ich masy gwiazdowej w ciągu całego życia. Autorzy używają modelu analitycznego do oszacowania pierwotnego ułamka gromad (przed wystąpieniem jakichkolwiek procesów utraty masy) na podstawie obecnego ułamka gromady wynoszącej 13%. Stwierdza się, że pierwotny ułamek gromady prawdopodobnie wynosił 65%, co wskazuje, że większość gwiazd w tej galaktyce w chwili obecnej pierwotnie uformowała się w związanych gromadach z niezwykle gęstych kęp gazu.

Implikacje dla formowania się gwiazd
Duża różnica między ułamkami gromad kulistych w Drodze Mlecznej i UDG1 podkreśla rzadkie warunki, w jakich pierwotnie powstała UDG1. Jest bardzo prawdopodobne, że tworzenie się gromad kulistych (a następnie ich zniszczenie) było dominującym sposobem powstawania gwiazd w UDG1, a gwiazdy te formowały się pierwotnie z niezwykle gęstych, wysokociśnieniowych kęp gazu. Koncepcję tę potwierdza fakt, że rozkład przestrzenny i wiek gwiazd gromady i gwiazd galaktyki w UDG1 są bardzo podobne, co wskazuje, że gwiazdy tej galaktyki prawdopodobnie pochodzą z rozbitych gromad kulistych.

Jest mało prawdopodobne, że UDG1 jest jedyną galaktyką tego typu. Autorzy zauważają, że istnieją wskazówki, że niektóre skrajnie rozproszone galaktyki w gromadzie Coma mają podobnie wysokie ułamki gromad kulistych. Niepewność tych pomiarów jest duża, ponieważ galaktyki w gromadzie Coma znajdują się dalej, ale to wciąż obiecujący wynik, że formowanie się gwiazd poprzez niezwykle gęste kępy we wczesnym okresie może być realnym sposobem na zbudowanie galaktyki!

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
AAS

Vega

Na ilustracji: Gromada kulista NGC 6717 w Drodze Mlecznej. Źródło: ESA/Hubble and NASA, A. Sarajedini.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.