Hvad er en globulær klynge? / Astronomy Essentials

Earthskys årlige publikumsfinansieringskampagne er i gang. I 2020 donerer vi 8,5% af alle indkomne indtægter til ingen børn sultne. Klik for at lære mere og donere.

kuglehobe er tæt pakket, symmetriske samlinger af stjerner, der kredser mest i de udvidede stjernehaloer, der omgiver de fleste spiralgalakser. Kuglehobe indeholder nogle af de ældste stjerner i en galakse og menes at have dannet sig tidligt i dens historie. Kunne det være, at – da den først blev dannet-en spiralgalakse som vores Mælkevej engang var en amorf sky af gas og støv? Kunne dens første stjerner have samlet sig i kuglehobe? Kunne disse klynger have opholdt sig i haloen omkring en galakses centrum, da resten af den roterende galakse fladede ud og dannede spiralarme? Dette scenarie ville forklare, hvorfor kuglehobe kredser i en galakses glorie og indeholder dens ældste stjerner.

men faktum er, at ingen ved præcist, hvordan kugleformede klynger dannede sig, og hvilken rolle, hvis nogen, de spillede i udviklingen af galakser. Vi ved, at kuglehobe er den ældste, største og mest massive type stjernehobe, og at de indeholder de ældste stjerner. Deres alder kan demonstreres ved deres næsten fuldstændige mangel på, hvad astronomer kalder metaller, det vil sige grundstoffer, der er tungere end brint og helium, der er til stede i det tidlige univers, før de første stjerner og galakser blev født. De tungere elementer blev smedet i stjerneinteriør.

globulære klynger er store. De kan nå 300 lysår i diameter og indeholde 10 millioner stjerner. I modsætning til de åbne stjerneklynger – indeholdende søskendestjerner, spredt gennem disken i vores galakse og formodentlig andre galakser – er kuglehobe store, symmetriske og gamle, som en jordisk Bys Ældste og mest stive borgere.

Her er nogle måder, hvorpå kugleformede stjerneklynger og åbne stjerneklynger er forskellige:

kugleformet stjerneklynge er meget symmetrisk i form og er tætteste mod deres centre. Åbne stjerneklynger er mere uregelmæssige i form.

kugleformede klynger kredser i glorie af vores galakse, centreret på galaksens centrum og ekspanderende over og under den galaktiske disk. Åbne stjerneklynger har tendens til at bane inden for disken.

kugleformede stjerneklynger indeholder hundreder af tusinder af stjerner, og nogle – som Omega Centauri, vist ovenfor – indeholder millioner af stjerner. Åbne stjerneklynger har tendens til kun at indeholde hundreder af stjerner.

vores egen Mælkevej har omkring 150 kugleformede klynger, med måske mere afventer opdagelse, skjult af galaktisk støv. Vores nærliggende spiralgalakse i retning af stjernebilledet Andromeda – M31 eller Andromeda – galaksen-ser ud til at have omkring 300 kugleformede klynger. Nogle fodboldformede elliptiske galakser har også kugleformede klynger som M87 i retning af stjernebilledet Jomfruen, der er hjemsted for det supermassive sorte hul, der blev berømt afbildet af Begivenhedshorisontteleskopet i 2019. Denne kæmpe elliptiske galakse, M87, er blevet anslået til at besidde omkring 15.000 kuglehobe, hvor mere end 1.000 er blevet observeret direkte teleskopisk hidtil.

kugleformede klynger kredser om galakser i baner, der er meget ekscentriske og meget tilbøjelige til det galaktiske plan. Kredser i” udkanten ” af en galakse, tager de måske et par hundrede millioner år at fuldføre en enkelt bane. I et teleskop ser en kugleformet klynge ud som en uklar kugle, hvor individuelle stjerner i periferien smelter sammen til en solid lyskugle mod midten. Dette er dog simpelthen fordi stjernerne er så tæt på hinanden, at de ikke kan løses individuelt teleskopisk. I midten af en kuglehob kan Stjerner nå en tæthed på mellem 100 og 1.000 stjerner pr. Det er i modsætning til tætheden af stjerner nær vores sol, anslået til omkring 0,14 stjerne pr. Hvis du stod på en planet, der kredsede om en stjerne i en kugleformet klynge, ville din nattehimmel være ekstremt overfyldt med nærliggende stjerner!

stjernerne i kuglehobe er galaksens ældste indbyggere, der omfatter en population af, hvad astronomer kalder Population II stjerner. De, hvis alder er målt, er mellem 11 og 13 milliarder år gamle, hvilket gør dem næsten lige så gamle som selve galaksen. Ikke overraskende har mange af disse gamle stjerner udviklet sig til enorme, oppustede røde kæmpestjerner, som vores sol vil gøre om et par milliarder år. Stjernerne er ekstremt metalfattige, det vil sige – på astronomiens ejendommelige sprog – har de små mængder materialer, der er tungere end helium sammenlignet med det omgivende interstellære medium (astronomer henviser til alle grundstoffer, der er tungere end helium, som “metaller”). Fordi de tungere elementer er lavet inde i stjerner – og derefter spredt gennem det interstellære medium via supernovaeksplosioner-er denne mangel på metaller præcis, hvad der normalt forventes af sådanne gamle stjerner. I andre verdener består Population II-stjerner næsten udelukkende af brint og helium, de materialer, der var til stede i det tidlige univers.

der er dog et mysterium: kugleformede klynger har også “overflodsanomalier” af tungere metaller, hvilket betyder, at der er elementer til stede, som findes andre steder, i stjerner, der dannede sig for nylig. Især synes der at være overskud af natrium, kulstof, ilt og aluminium, hvor tungere metaller som strontium, yttrium, barium og europium også er til stede i nogle klynger. Disse anomalier er ikke blevet forklaret tilfredsstillende, selvom der har været flere forklaringer fremsat, såsom den tidlige tilstedeværelse af supermassive stjerner .

den mest berømte kuglehob på den nordlige halvkugle er M13 i stjernebilledet Hercules, undertiden benævnt Den Store kuglehob, som blev opdaget af Edmond Halley i 1714. Charles Messier tilføjede det senere i sit berømte katalog i 1764. I amatørteleskoper er det en lille uklar lysplade, omkring 22.000 lysår fra jorden. I midten af denne klynge kredser stjerner så tæt, at de lejlighedsvis kolliderer, deres død fører til oprettelsen af nye stjerner kendt som “blue stragglers.”Denne stjernepopulation er den eneste type nyere stjerner i kuglehobe.

andre kugleformede klynger af note er M22 i Skytten – en af de lyseste på himlen – M5 i Serpens og M12 i Ophiuchus. Mange af nattehimmelens største og lyseste kugleformede klynger ses bedst på forårsaftener og findes ofte i såkaldte “Messier Marathons.”

kuglehobe er et vidunderligt syn i selv de mindste teleskoper, selvom der er behov for et stort instrument til at løse individuelle stjerner mod deres centre.

når du ser på dem, ser du populationer af stjerner født i vores galakses barndom!

Bottom line: kugleformede klynger er sfæriske samlinger af stjerner, der kredser mest i stjernens halo af spiralgalakser. Vores mælkevejsgalakse har omkring 150 kugler, som indeholder nogle af vores galakses ældste stjerner.