Wat is een bolvormige sterrenhoop? /Astronomy Essentials

EarthSky ‘ s jaarlijkse crowdfunding campagne is aan de gang. In 2020 doneren we 8,5% van alle inkomende inkomsten aan geen hongerige kinderen. Klik voor meer informatie en doneren.

bolhopen zijn dicht opeengepakte, symmetrische verzamelingen van sterren, die voornamelijk draaien in de lange sterhals rond de meeste spiraalstelsels. Bolvormige sterrenhopen bevatten enkele van de oudste sterren in een melkwegstelsel en worden verondersteld vroeg in de geschiedenis te zijn gevormd. Zou het kunnen zijn dat-toen het zich voor het eerst vormde – een spiraalstelsel zoals onze Melkweg ooit een amorfe wolk van gas en stof was? Kunnen de eerste sterren zich verzameld hebben in bolvormige sterrenhopen? Kunnen deze clusters in de halo rond het centrum van een melkwegstelsel zijn gebleven, terwijl de rest van het draaiende melkwegstelsel zich afplatte en spiraalarmen vormden? Dat scenario zou verklaren waarom bolhopen in de halo van een melkwegstelsel draaien en de oudste sterren bevatten. maar het is een feit dat niemand precies weet hoe bolvormige clusters gevormd zijn, en welke rol, indien van toepassing, ze speelden in de ontwikkeling van sterrenstelsels. We weten wel dat bolvormige sterrenhopen het oudste, grootste en massiefste type stercluster zijn en dat ze de oudste sterren bevatten. Hun leeftijd kan worden aangetoond door hun bijna volledige gebrek aan wat astronomen metalen noemen, dat wil zeggen elementen zwaarder dan de waterstof en helium aanwezig in het vroege heelal voordat de eerste sterren en sterrenstelsels werden geboren. De zwaardere elementen werden gesmeed in sterinterieurs.

bolvormige clusters zijn groot. Ze hebben een diameter van 300 lichtjaar en bevatten 10 miljoen sterren. In tegenstelling tot de open sterrenhopen – bevattende broer of zus sterren, verspreid door de schijf van ons melkwegstelsel en vermoedelijk andere melkwegstelsels – zijn bolvormige sterrenhopen groot, symmetrisch en oud, zoals de oudste en meest staid burgers van een aardse stad.

Hier zijn enkele manieren waarop bolvormige sterrenhopen en open sterrenhopen verschillend zijn:

bolvormige sterrencluster zijn zeer symmetrisch van vorm, en zijn het dichtst naar hun centrum toe. Open sterrenhopen zijn onregelmatiger van vorm.

bolhopen draaien in de halo van ons melkwegstelsel, gecentreerd op het centrum van het Melkwegstelsel en expanderen boven en onder de Galactische schijf. De Open sterclusters neigen om binnen de schijf te cirkelen.

bolvormige sterrenhopen bevatten honderdduizenden sterren, en sommige-zoals hierboven weergegeven Omega Centauri-bevatten miljoenen sterren. Open sterrenhopen bevatten meestal slechts honderden sterren.

onze eigen Melkweg heeft ongeveer 150 bolvormige sterrenhopen, waarvan er misschien nog meer te ontdekken zijn, verborgen door galactisch stof. Ons naburige spiraalstelsel in de richting van het sterrenbeeld Andromeda-M31 of het Andromedastelsel-lijkt ongeveer 300 bolvormige sterrenhopen te hebben. Sommige elliptische sterrenstelsels in de vorm van voetbal hebben ook bolvormige sterrenhopen, zoals M87 in de richting van het sterrenbeeld Maagd, de thuisbasis van het superzware zwarte gat dat beroemd werd afgebeeld door de Event Horizon telescoop in 2019. Dit gigantische elliptische sterrenstelsel, M87, heeft naar schatting ongeveer 15.000 bolvormige sterrenhopen, waarvan er tot nu toe meer dan 1.000 telescopisch zijn waargenomen.

bolhopen draaien rond melkwegstelsels in banen die zeer excentriek zijn en sterk neigen naar het Galactische vlak. In een baan in de” buitenwijken ” van een sterrenstelsel doen ze er misschien een paar honderd miljoen jaar over om een enkele baan te voltooien. In een telescoop ziet een bolvormige sterrenhoop eruit als een fuzzy bal, met individuele sterren aan de periferie die samensmelten tot een vaste lichtbal naar het centrum toe. Dit komt echter simpelweg omdat de sterren zo dicht bij elkaar staan dat ze niet individueel telescopisch kunnen worden opgelost. In het midden van een bolvormige sterrenhoop kunnen Sterren een dichtheid bereiken van tussen de 100 en 1.000 sterren per kubieke parsec. Dat is in tegenstelling tot de dichtheid van sterren in de buurt van onze zon, geschat op ongeveer 0,14 ster per kubieke parsec. Als je op een planeet zou staan rond een ster in een bolvormige sterrenhoop, zou je nachtelijke hemel extreem vol zijn met nabije sterren!

de sterren in bolhopen zijn de oudste bewoners van het melkwegstelsel, bestaande uit een populatie van wat astronomen populatie II-sterren noemen. Degenen waarvan de leeftijd is gemeten, zijn tussen de 11 en 13 miljard jaar oud, waardoor ze bijna net zo oud zijn als het sterrenstelsel zelf. Niet verrassend, veel van deze oude sterren zijn geëvolueerd tot enorme, opgeblazen rode reuzensterren, zoals onze zon dat over een paar miljard jaar zal doen. De sterren zijn extreem metaalarm, dat wil zeggen – in de eigenaardige taal van de astronomie-ze hebben kleine hoeveelheden materialen zwaarder dan helium in vergelijking met het omringende interstellaire medium (astronomen verwijzen naar alle elementen zwaarder dan helium als “metalen”). Omdat de zwaardere elementen in sterren worden gemaakt – en vervolgens via supernova-explosies door het interstellaire medium worden verspreid-is deze schaarste aan metalen precies wat normaal van zulke oude sterren zou worden verwacht. In andere werelden bestaan populatie II-sterren bijna uitsluitend uit waterstof en helium, de materialen die aanwezig waren in het vroege heelal.

Er is echter een mysterie: bolhopen hebben ook “abundantieafwijkingen” van zwaardere metalen, wat betekent dat er elementen aanwezig zijn die elders gevonden worden, in sterren die recenter gevormd zijn. In het bijzonder blijken er excessen van natrium, koolstof, zuurstof en aluminium te zijn, waarbij zwaardere metalen zoals strontium, yttrium, barium en europium ook in sommige clusters aanwezig zijn. Deze anomalieën zijn niet bevredigend verklaard, hoewel er verschillende verklaringen naar voren zijn gebracht, zoals de vroege aanwezigheid van superzware sterren .de beroemdste bolvormige sterrenhoop op het noordelijk halfrond is M13 in het sterrenbeeld Hercules, ook wel de grote bolvormige sterrenhoop genoemd, die in 1714 werd ontdekt door Edmond Halley. Charles Messier voegde het later toe aan zijn beroemde catalogus in 1764. In amateurtelescopen is het een kleine vage vlek van licht, zo ‘ n 22.000 lichtjaar van de aarde. In het midden van deze cluster draaien sterren zo dicht dat ze af en toe botsen, hun dood leidt tot de creatie van nieuwe sterren bekend als “blue achterblijvers.”Deze stellaire populatie is het enige type nieuwere sterren in bolvormige sterrenhopen.

andere bolvormige sterrenhopen zijn M22 in Boogschutter – een van de helderste sterrenhemel – M5 in slangen en M12 in Ophiuchus. Veel van de grootste en helderste bolhopen van de nachthemel worden het best bekeken op lenteavonden en komen vaak voor in zogenaamde ” Messier Marathons.”

bolhopen zijn een prachtig gezicht, zelfs in de kleinste telescopen, hoewel een groot instrument nodig is om individuele sterren op te lossen in de richting van hun centrum.

als je naar ze kijkt, zie je populaties van sterren geboren in de kindertijd van ons melkwegstelsel!

Bottom line: bolvormige sterrenhopen zijn bolvormige verzamelingen van sterren, die voornamelijk in de sterhalo van spiraalstelsels draaien. Ons melkwegstelsel heeft ongeveer 150 globulars, die enkele van de oudste sterren van ons melkwegstelsel bevatten.