Mikä on pallomainen tähtijoukko? / Astronomy Essentials

Earthskyn jokavuotinen joukkorahoituskampanja on käynnissä. Vuonna 2020 lahjoitamme 8,5 prosenttia kaikista tulevista tuloista No Kids Hungry-järjestölle. Klikkaa Lisätietoja ja lahjoita.

Pallomaiset tähtijoukot ovat tiiviisti pakattuja, symmetrisiä tähtijoukkoja, jotka kiertävät enimmäkseen useimpia spiraaligalakseja ympäröivissä pidennetyissä tähtihaloissa. Pallomaisissa tähtijoukoissa on joitakin galaksin vanhimmista tähdistä, ja niiden arvellaan muodostuneen jo varhain sen historiassa. Voisiko olla niin, että Linnunratamme kaltainen kierteisgalaksi oli aikoinaan amorfinen kaasu – ja pölypilvi? Olisivatko sen ensimmäiset tähdet voineet kerääntyä pallomaisiksi tähtijoukoiksi? Olisivatko nämä rykelmät voineet jäädä sädekehään galaksin keskustan ympärille, kun muu pyörivä galaksi litistyi ulos ja muodosti spiraalihaaroja? Se selittäisi, miksi pallomaiset tähtijoukot kiertävät galaksin sädekehää ja sisältävät sen vanhimmat tähdet.

mutta tosiasia on, että kukaan ei tiedä tarkasti, miten pallomaiset klusterit ovat muodostuneet ja mikä rooli niillä mahdollisesti oli galaksien kehityksessä. Tiedämme, että pallomaiset tähtijoukot ovat vanhin, suurin ja massiivisin tähtijoukon tyyppi ja että ne sisältävät vanhimmat tähdet. Niiden ikä voidaan osoittaa sillä, että niistä puuttuvat lähes kokonaan ne alkuaineet, joita tähtitieteilijät kutsuvat metalleiksi, toisin sanoen alkuaineet, jotka olivat raskaampia kuin ne vety ja helium, jotka olivat läsnä varhaisessa maailmankaikkeudessa ennen ensimmäisten tähtien ja galaksien syntyä. Raskaammat elementit taottiin tähtien sisätiloihin.

Pallomaiset klusterit ovat suuria. Ne voivat saavuttaa 300 valovuoden läpimitan ja sisältää 10 miljoonaa tähteä. Toisin kuin avoimet tähtijoukot – jotka sisältävät sisarustähtiä, jotka ovat hajallaan galaksimme ja oletettavasti muiden galaksien kiekossa – pallomaiset tähtijoukot ovat suuria, symmetrisiä ja vanhoja, kuten maan päällä olevan kaupungin vanhimmat ja seisovimmat asukkaat.

tässä on joitakin tapoja, joilla pallomaiset tähtijoukot ja avoimet tähtijoukot eroavat toisistaan:

pallomainen tähtijoukko on muodoltaan hyvin symmetrinen ja tihein keskuksiaan kohti. Avoimet tähtijoukot ovat muodoltaan epäsäännöllisempiä.

Pallomaiset klusterit kiertävät galaksimme sädekehää, jonka keskipisteenä on galaksin keskusta ja joka laajenee galaktisen kiekon ylä-ja alapuolelle. Avoimet tähtijoukot kiertävät yleensä kiekon sisällä.

pallomaisissa tähtijoukoissa on satojatuhansia tähtiä, ja joissakin – kuten edellä kuvatussa Omega Centaurissa – on miljoonia tähtiä. Avoimissa tähtijoukoissa on yleensä vain satoja tähtiä.

omassa Linnunradassamme on noin 150 pallomaista tähtijoukkoa, joista ehkä useampi odottaa löytämistään galaktisen pölyn kätkemänä. Viereisessä kierteisgalaksissamme Andromedan tähdistön suunnassa-M31 tai Andromedan galaksi-näyttää olevan noin 300 pallomaista tähtijoukkoa. Joissakin jalkapallon muotoisissa, elliptisissä galakseissa on myös pallomaisia tähtijoukkoja, kuten M87 Neitsyen tähdistön suunnassa, jossa sijaitsee supermassiivinen musta aukko, jota Event Horizon-teleskooppi kuvasi tunnetusti vuonna 2019. Tällä jättiläismäisellä elliptisellä galaksilla, M87: llä, on arvioitu olevan noin 15 000 pallomaista tähtijoukkoa, joista yli 1 000 on tähän mennessä havaittu suoraan teleskoopilla.

Pallomaiset klusterit kiertävät galakseja radoilla, jotka ovat hyvin eksentrisiä ja hyvin galaktiseen tasoon taipuvaisia. Ne kiertävät galaksin ”laitamilla”, ja yhden kiertoradan suorittamiseen menee ehkä muutama sata miljoonaa vuotta. Kaukoputkessa pallomainen tähtijoukko näyttää sumealta pallolta, jonka reuna-alueilla olevat yksittäiset tähdet sulautuvat kiinteäksi valopalloksi kohti keskustaa. Tämä johtuu kuitenkin yksinkertaisesti siitä, että tähdet ovat niin lähellä toisiaan, ettei niitä voida ratkaista yksittäin teleskooppisesti. Pallomaisen tähtijoukon keskellä tähdet voivat saavuttaa 100-1 000 tähden tiheyden kuutiometriä parsekia kohti. Se on vastoin tähtien tiheyttä aurinkomme lähellä, arviolta noin 0,14 tähteä kuutiota kohden. Jos seisoisit planeetalla, joka kiertää tähteä pallomaisessa tähtijoukossa, yötaivaasi olisi erittäin täynnä lähitähtiä!

pallomaisiin tähtijoukkoihin kuuluvat tähdet ovat galaksin vanhimpia asukkaita, jotka koostuvat populaatiosta, jota tähtitieteilijät kutsuvat populaatio II: ksi tähdeksi. Ne, joiden ikä on mitattu, ovat 11-13 miljardia vuotta vanhoja, mikä tekee niistä lähes yhtä vanhoja kuin itse galaksi. Ei ole yllättävää, että monet näistä muinaisista tähdistä ovat kehittyneet valtaviksi, paisuneiksi punaisiksi jättiläistähdiksi, kuten aurinkomme tekee muutaman miljardin vuoden kuluttua. Tähdet ovat erittäin metalliköyhiä, eli – tähtitieteen erikoisella kielellä-niissä on pieniä määriä heliumia raskaampia aineita verrattuna ympäröivään tähtienväliseen väliaineeseen (tähtitieteilijät kutsuvat kaikkia heliumia raskaampia alkuaineita ”metalleiksi”). Koska raskaammat alkuaineet syntyvät tähtien sisällä-ja leviävät sitten koko tähtienväliseen väliaineeseen supernovaräjähdysten välityksellä-tämä metallien vähäisyys on juuri sitä, mitä tällaisilta vanhoilta tähdiltä normaalisti odotettaisiin. Muissa maailmoissa populaatio II: n Tähdet koostuvat lähes yksinomaan vedystä ja heliumista, alkuaikojen aineksista.

on kuitenkin olemassa arvoitus: pallomaisissa klustereissa on myös raskaampien metallien ”runsauspoikkeamia”, eli niissä on alkuaineita, joita on muuallakin, myöhemmin muodostuneissa tähdissä. Erityisesti natriumia, hiiltä, happea ja alumiinia näyttää olevan liikaa, ja joissakin klustereissa esiintyy myös raskaampia metalleja, kuten strontiumia, yttriumia, bariumia ja europiumia. Näitä poikkeamia ei ole selitetty tyydyttävästi, vaikka on esitetty useita selityksiä, kuten supermassiivisten tähtien varhainen esiintyminen .

tunnetuin pallomainen tähtijoukko pohjoisella pallonpuoliskolla on Herkuleen tähdistössä sijaitseva M13, jota joskus kutsutaan suureksi pallomaiseksi Tähtijoukoksi, jonka löysi Edmond Halley vuonna 1714. Charles Messier lisäsi sen myöhemmin kuuluisaan luetteloonsa vuonna 1764. Amatööriteleskoopeissa se on pieni sumea valopilkku noin 22 000 valovuoden päässä Maasta. Tämän tähtijoukon keskellä tähdet kiertävät niin tiiviisti, että toisinaan ne törmäävät toisiinsa, jolloin niiden kuolema johtaa uusien tähtien syntymiseen, jotka tunnetaan ”sinisinä harhailijoina”.”Tämä tähtipopulaatio on ainoa pallomaisten tähtijoukkojen uudempien tähtien tyyppi.

muita merkittyjä pallomaisia tähtijoukkoja ovat Jousimiehessä M22 – yksi taivaan kirkkaimmista – Serpensissä M5 ja Ophiuchuksessa M12. Monet yötaivaan suurimmista ja kirkkaimmista pallomaisista tähtijoukoista näkyvät parhaiten kevätyönä, ja ne esiintyvät usein niin sanotuissa ”Messier-maratoneissa.”

Pallomaiset tähtijoukot ovat hieno näky pienimmilläkin kaukoputkilla, vaikka yksittäisten tähtien selvittämiseen niiden keskuksia kohti tarvitaan suuri mittalaite.

kun niitä katsoo, näkee galaksimme lapsenkengissä syntyneiden tähtien populaatioita!

Alarivi: Pallomaiset tähtijoukot ovat pallomaisia tähtijoukkoja, jotka kiertävät pääasiassa spiraaligalaksien tähtihaloa. Linnunrata-galaksissamme on noin 150 globulaaria, jotka sisältävät joitakin galaksimme vanhimmista tähdistä.