Астрономія
Астрономія

Кулясте скупчення Liller 1 виявилося новим класом зоряних систем у балджі

Астрономи дослідили кулясте скупчення Liller 1 та виявили у ньому дві дуже різні за віком зоряні популяції. Разом з іншим подібним скупченням, Terzan 5, воно є фрагментом первісних масивних структур, які сформували балдж Чумацького Шляху. Стаття про це доступна у журналі Nature Astronomy.

Як утворюються балджі галактик?

Більшість спіральних галактик мають балдж — центральну товсту частину. Механізм утворення цього компонента все ще обговорюється. Серед найбільш вірогідних сценаріїв — злиття з галактикою первісних субструктур. Це можуть бути або інші галактики, вбудовані в гало темної матерії, або ж масивні скупчення, утворені ранньою фрагментацією диска самої галаткики. Хоча переважна більшість фрагментів, що лишилися від таких злиттів, повинні зруйнуватися, утворивши балдж, цілком можливо, що деякі з них усе-таки пережили цей процес. Такі фрагменти мають бути усе ще присутніми у внутрішніх регіонах галактики-господаря, виглядаючи як кулясті скупчення. Однак, на противагу справжнім кулятим скупченням, ці структури мали бути достатньо масивними, щоб створювати викиди наднових, які збагачують металами наступні покоління зірок. Як наслідок, в цих фрагментах існуватимуть підгрупи світил різного віку та металічності.

Художнє зображення балджа Чумацького Шляху. ESO, NASA, JPL-Caltech, M. Kornmesser, R. Hurt / Wikimedia Commons

Художнє зображення балджа Чумацького Шляху. ESO, NASA, JPL-Caltech, M. Kornmesser, R. Hurt / Wikimedia Commons

Першого кандидата у такий фрагмент у балджі Чумацького Шляху астрономи відшукали ще в 2009 році. Детальне фотометричне та спектроскопічне дослідження кулястого скупчення Terzan 5 продемонструвало, що ця масивна зоряна система містить щонайменше дві основні популяції зірок, що утворилися в різний час. Але підтвердити наявність цього нового класу фрагментів можна лише завдяки відкриттю інших таких структур.

Що досліджували астрономи?

Дослідники зосередилися на іншій зоряній системі, кулястому скупченні Liller 1, яке лишалося недостатньо вивченим. Воно знаходиться на відстані у 800 парсек (2600 світлових років) від центру Чумацького Шляху та розташоване дуже близько до площини галактики. Попереднє дослідження показало, що скупчення має дуже велику загальну масу (більше 2 мільйонів мас Сонця), подібну до маси Terzan 5.

Які результати вони отримали?

Виявилося, що Liller 1 містить дві зоряні популяції з надзвичайно різним віком: близько 1–3 мільярдів років для наймолодших та 12 мільярдів для найстаріших зірок. Вік та схожість, що спостерігаються у старих популяцій зірок Liller 1 і Terzan 5, дозволяють припустити, що обидві системи є первісними структурами, які утворилися із високозбагаченого металом газу та сформували балдж нашої галактики.

Панорама Чумацького Шляху із вказаними положеннями Liller 1 і Terzan 5. F. R. Ferraro / C. Pallanca (University of Bologna) 

Панорама Чумацького Шляху із вказаними положеннями Liller 1 і Terzan 5. F. R. Ferraro / C. Pallanca (University of Bologna)

Таким чином, астрономи визначили новий клас зоряних систем — викопні фрагменти балджа (Bulge Fossil Fragments). Ці системи не відрізняються від справжніх кулястих скупчень за своїм зовнішнім виглядом; металічність та густина зірок таких структур сумісні з тими, що розсіяні у балджі; вони містять стару зоряну популяцію, що свідчить про формування на ранніх етапах збірки галактики, та містять ще одну, молоду зоряну популяцію.