Астрономы, используя космический телескоп NASA «Хаббл», определили особенности орбитального движения двух абсолютно непохожих популяций звёзд в шаровом звёздном скоплении. Полученные результаты позволили астрономам предположить, что они сформировались в разное время.
Исследователи во главе с Harvey Richer из University of British Columbia в Ванкувере, объединили недавние наблюдения автоматической орбитальной обсерватории Hubble Space Telescope с данными восьмилетней давности, изъятыми из архива телескопа, для того, чтобы определить движение звёзд в шаровом скоплении 47 Tucanae (NGC 104). NGC 104 расположено в южном полушарии неба в созвездии Тукан примерно в 16700 световых лет от Земли.
Анализ позволил исследователям, впервые, отследить зависимость между движением звёзд в скоплении и их возрастом. Две популяции звёзд в 47 Tucanae отличаются по возрасту менее чем на 10 миллионов лет.
«При анализе движения звёзд, чем больше данных наблюдений, тем точнее мы сможем измерить их движение» — отмечает Harvey Richer. «Имеющиеся данные настолько хороши, что мы фактически можем увидеть особенности движения даже самых отдалённых звёзд скопления. Такие детальные данные помогут нам понять, как в одном звёздном скоплении могут формироваться столь непохожие друг на друга популяции звёзд».
Шаровые звёздные скопления Млечного пути – уцелевшие артефакты периода формирования нашей галактики, которые позволяют исследовать её раннюю историю. Возраст 47 Tucanae порядка 1,5 миллиардов лет. NGC 104 является одним из самых ярких шаровых скоплений Млечного пути, уступая лишь ω Центавра (NGC 5139) и это при том, что таких скоплений в нашей галактике порядка 150. Протяжность звёздного скопления примерно 120 световых лет.
Предыдущие спектрографические исследования показали, что звёзды в шаровых скоплениях имеют отличительный химически состав, что свидетельствует о нескольких этапах звёздообразования. Анализ данных «Хаббл» подтвердил эту теорию, дополнив её информацией об орбитальном движении звёзд.
Richer со своей командой использовали камеру Advanced Camera космического телескопа «Хаббл», для наблюдения за скоплением в 2010 году. Они объединили полученные сведенья с 754 архивными изображениями, дабы измерить изменения месторасположения более чем 30 тысяч звёзд. Используя эту информацию, они смогли выяснить, как быстро перемещаются звёзды в скоплении. Команда также измерила яркость звёзд и их температуры.
В результате звёздные «археологи» идентифицировали две отличные по признакам популяции звёзд. Первая популяция состоит из красных звёзд – они весьма старые, менее химически обогащённые и расположены на орбите в случайном порядке. Вторая популяция представлена более молодыми звёздами, которые относятся к спектральному классу синих звёзд, имеет более выраженный химический состав, и перемещаются в большей степени по эллиптическим орбитам.
Нехватка тяжёлых элементов в красных звёздах отразилась на химическом составе газа, из которого сформировано скопление. После того, как последняя массивная красная звезда «погасла», газ, обогащённый тяжёлыми элементами, устремился в центр звёздного скопления. В результате столкновения этого газа с другим по химическому составу газом, сформировалось вторая, более химически обогащённая популяция звёзд, которая сконцентрировалась ближе к центру 47 Tucanae. В течении многих миллионов лет эти звёзды медленно перемещались наружу к более эллиптическим орбитам.
Это не первый раз, когда «Хаббл» выявляет несколько поколений звёзд в шаровых скоплениях. В 2007 году исследователи обнаружили 3 поколения звёзд в шаровом скоплении NGC 2808, расположенном в созвездии Киль. Тем не менее, команда Harvey Richer стала первой, кому удалось найти связь между динамикой движения и возрастом популяции звёзд.
Результаты проведенного исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters от 01 июля.
