ハッブル宇宙望遠鏡で見られる球状星団M5。 この写真は2015年の天文学の写真でした。 HST/NASA/ESA/APOD経由。
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球状星団は、ほとんどの渦巻銀河を取り巻く拡張された星ハローで主に周回する、対称的な星の集まりです。 球状星団は、銀河の中で最も古い星のいくつかを含み、その歴史の初期に形成されたと考えられています。 それが最初に形成されたとき、私たちの天の川のような渦巻銀河はかつてガスと塵の非晶質の雲だったのでしょうか？ その最初の星は球状星団に集められたのでしょうか？ 回転している銀河の残りの部分が平らになり、螺旋状の腕を形成したので、これらの銀河団は銀河の中心の周りのハローに置かれたままでしたか？ このシナリオは、球状星団が銀河のハローの中を周回し、その最も古い星を含む理由を説明するでしょう。
しかし、実際には、球状星団がどのように形成されたのか、そして銀河の発展にどのような役割を果たしたのかは誰も正確には分かっていません。 私たちは、球状星団が最も古く、最も大きく、最も巨大なタイプの星団であり、それらが最も古い星を含んでいることを知っています。 彼らの年齢は、天文学者が金属と呼ぶもの、つまり最初の星や銀河が生まれる前の初期の宇宙に存在する水素やヘリウムよりも重い元素がほぼ完全に欠如していることによって実証することができます。 より重い要素は星の内部で造られた。
オメガケンタウリ—10万個もの星を含む—は、はるかに私たちの天の川銀河に関連付けられている最大の球状星団です。 画像は、空のドーム上の満月の大きさの領域である、クラスタの中央部分のみを示しています。 ラ新羅天文台/ESO経由の画像。
球状星団は大きいです。 彼らは直径300光年に達することができ、10万人の星を含むことができます。 私たちの銀河やおそらく他の銀河の円盤に散らばっている兄弟星を含む開放星団とは異なり、球状星団は、地球上の都市で最も古く、最も落ち着いた市民のように、大きく対称で古くなっています。 球状星団と開いた星団が異なる方法は次のとおりです。
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球状星団は非常に対称的な形状であり、その中心に向かって最も密度が高い。 開いた星団は、形状がより不規則です。
球状星団は、銀河の中心を中心とし、銀河円盤の上下に拡大している、私たちの銀河のハローの中を周回しています。 開いた星団は、円盤内を周回する傾向があります。
球状星団には何十万もの星が含まれており、上に示したケンタウルス座オメガ星のようなものには何百万もの星が含まれています。 開いた星団は、数百の星しか含まない傾向があります。
大きな画像を表示します。 /有名な球状星団メシエ13またはM13–北半球から容易に見える最大かつ最も明るい球状星団–その星のフィールドに対して見られます。 25,000光年離れており、直径は約145光年で、m13は小さな望遠鏡を使用してアマチュア天文学者のための人気のあるターゲットです。 フレッド-エスペナックによる画像。
私たち自身の天の川は、銀河の塵によって隠された、おそらくより多くの発見を待って、約150球状星団を持っています。 アンドロメダ座の方向にある私たちの隣の渦巻銀河–M31またはアンドロメダ銀河–は、約300個の球状星団を持っているように見えます。 サッカーの形をした楕円銀河の中には、2019年にEvent Horizon Telescopeによって有名にイメージされた超大質量ブラックホールのあるおとめ座の方向にあるm87のような球状星団もあります。 この巨大な楕円銀河M87は、約15,000個の球状星団を持っていると推定されており、これまでに1,000個以上が望遠鏡で直接観測されている。
私たちの銀河の中心を囲む約150個の球状星団が知られています。
球状星団は、非常に偏心し、銀河面に非常に傾斜している軌道で銀河を公転しています。 銀河の「郊外」を周回しているため、単一の軌道を完成させるにはおそらく数億年かかります。 望遠鏡では、球状星団はファジーボールのように見え、周囲の個々の星が中心に向かって固体の光のボールに合流します。 しかし、これは単に星が非常に接近しているため、望遠鏡で個別に解決することはできません。 球状星団の中心では、1立方パーセクあたり100〜1,000個の星の密度に達する可能性があります。 これは、私たちの太陽の近くの星の密度とは対照的であり、立方パーセクあたり約0.14星と推定されています。 あなたが球状星団の星を周回する惑星の上に立っていた場合、あなたの夜空は近くの星で非常に混雑するでしょう！
このハッブル宇宙望遠鏡の画像は、ヘラクレス座にある大球状星団メシエ13のコアを示しています。 からこの画像についての詳細を読みますSpaceTelescope.org.
球状星団の星は、天文学者が人口II星と呼ぶものの人口で構成される、銀河の最も古代の住民です。 年齢が測定されたものは11〜130億歳であり、銀河自体とほぼ同じくらい古いものになっています。 驚くことではないが、これらの古代の星の多くは、私たちの太陽が数十億年後に行うように、巨大で肥大化した赤色巨星に進化してきました。 星は非常に金属が乏しく、つまり天文学の独特の言葉では、周囲の星間媒体に比べてヘリウムよりも重い物質が少量あります（天文学者はヘリウムよりも重い元素をすべて”金属”と呼んでいます）。 重い元素は星の中で作られ、超新星爆発を介して星間媒体全体に広がっているため、この金属の不足は、そのような古い星から通常予想されるもの 他の世界では、人口IIの星は、初期の宇宙に存在していた物質である水素とヘリウムだけで構成されています。
しかし、謎があります：球状星団はまた、より最近形成された星の中で、他の場所で発見されている元素が存在することを意味する、重い金属の”豊富 特に、ナトリウム、炭素、酸素、アルミニウムの過剰があるように見え、ストロンチウム、イットリウム、バリウム、ユウロピウムなどの重い金属もいくつかのクラスターに存在する。 これらの異常は十分に説明されていませんが、超大質量星の初期の存在など、いくつかの説明が提唱されています。
北半球で最も有名な球状星団は、ヘラクレス座のM13であり、1714年にエドモンド-ハレーによって発見された大球状星団と呼ばれることもあります。 シャルル-メシエは後に1764年に彼の有名なカタログにそれを追加しました。 アマチュアの望遠鏡では、それは地球から約22,000光年の小さなぼやけた光のパッチです。 この星団の中心では、星が非常に密接に周回し、時には衝突し、その死は”青いストラグラー”として知られる新しい星の創造につながります。「この恒星の集団は、球状星団の唯一のタイプの新しい星です。
他の球状星団は、射手座のM22であり、空で最も明るいものの一つである–蛇のM5とへびつかい座のM12である。 夜空の最大かつ最も明るい球状星団の多くは、春の夜に最もよく見られ、しばしばいわゆる”メシエマラソン”に特徴があります。”
球状星団は、小さな望遠鏡でも素晴らしい光景ですが、個々の星を中心に向かって解決するためには大きな装置が必要です。 あなたがそれらを見ると、あなたは私たちの銀河の幼児期に生まれた星の集団を見ています！
アマチュア天文学者は、小さな望遠鏡を通して球状星団を覗き見するのを楽しんでいます。 ここはジョージア州キャスリーンでグレッグ-ホーガンによって捕獲されたオメガケンタウリです。 ありがとうグレッグ！
結論：球状星団は、主に渦巻銀河の星ハローの中を周回する星の球状の集合です。 私たちの天の川銀河は、私たちの銀河の最も古い星のいくつかを含む約150globularsを持っています。
アンディ-ブリッグスは、過去30年間、天文学、天体物理学、情報技術を人々に伝えてきました。 彼の毎週の天文学と宇宙ニュースの更新を月曜日に、グローバルなインターネットラジオチャンネルAstroRadio（http://www.astroradio.earth）で聞くことができ、彼は他のプログ 彼は英国の多くの天文学協会で活動しており、天文学アイルランド誌に頻繁に寄稿しています。 アンディはまた、重力波やブラックホールなどの天体物理学関連のテーマについて定期的に講義しています。 彼は娘と一緒にスペインのカタルーニャ州に住んでいます。