Porazdelitev zvezd v kroglastih kopicah

Torek, 02 Junij 2015
natisni

Porazdelitev belih pritlikavk znotraj kroglastih kopic namiguje na drugačen potek zadnje faze življenja Soncu podobnih zvezd. 

Ena izmed največjih kroglastih kopic naše galaksije 47 Tukan, se nahaja na južnem nebu v ozvezdju Tukana. Kroglaste kopice, katerih izvor še vedno ni natančno pojasnjen, so z zvezdami najgosteje poseljena območja. Svoje ime so dobile po po značilni okrogli obliki in so dom več 100 000 zvezdam. Za razliko od večine zvezd v Galaksiji, vključno s Soncem, se ne nahajajo v disku zvezd, temveč se na svoji poti okrog središča Galaksije lahko dvignejo zelo visoko na galaktično ravnino in so del t.i. haloja zvezd, ki obkroža Galaksijo. To 16 700 sv. l. oddaljena kopica zvezd so znanstveniki posneli s Hubblovim teleskopom, ki je nedavno praznoval 25 let bivanja nad atmosfero.

V kroglastih kopicah najdemo počasnejše, masivnejše zvezde bliže središču, med tem ko so njihove lažje in hitrejše sestre bliže roba kopice. Velika gostota zvezd v kopicah pomeni, da se te med seboj privlačijo in se jim krožilna hitrost zaradi pogostih bližnjih srečanj spreminja. Na tak način manj masivne zvezde na račun masivnejših sester v kopici, povečujejo svojo hitrost in se premaknejo na obrobje. Med tem se vrtilna količina masivnejših zmanjša in se te premaknejo proti središču. Tak način masne razporeditve zvezd v kroglastih kopicah znanstveniki že poznajo in v kopici 47 Tukan so spremljali gibanje belih pritlikavk. Te zvezde so ostanki večjih, Soncu podobnih, zvezd, ki so se ob koncu svojega življenja napihnile v t.i. rdeče orjakinje. V približno 100 milijonih let dolgi fazi rdeče orjakinje, taka zvezda z močnimi zvezdnimi vetrovi izgubi 40-50% svoje mase in postane bela pritlikavka. Astronomi so menili, da zvezda v tem času izgublja maso postopoma. Raziskave kopice 47 Tukan pa nakazujejo, da je to obdobje precej krajše.

Hubblov teleskop omogoča fotografiranje vesolja v ultravijoličnem delu spektra, večina katerega naša atmosfera absorbira in so takšne raziskave možne samo nad plinasto zaščito našega planeta. Bele pritlikavke so močan izvor ultravijolične svetlobe, katero sevajo zaradi svoje visoke temperature. V njihovi notranjosti pa več ne potekajo jedrske reakcije in se taki ostanki zvezd postopoma ohlajajo, torej starejše kot so manj ultravijolične svetlobe sevajo. Na Hubblovih posnetkih so astronomi preučili gibanje približno 3000 belih pritlikavk, kar predstavlja eno četrtino celotne populacije teh zvezdnih ostankov v kopici. Preučevane zvezde so pripadale eni od dveh skupin. V prvo skupino so uvrstili mlade, okrog 6 milijonov let stare zvezde in starejše, stare okrog 100 milijon let, v drugo skupino. Po pričakovanjih so zvezde druge skupine opazili na obrobju kopice, saj so od nastanka imele dovolj časa za postopno migracijo iz središča, kjer so nastale, na obrobje 1.5 sv.l velike kopice. Presenetil jih je položaj mlajše skupine. Odkrili so namreč, da se mlajše bele pritlikavke šele odpravljajo na pot proti obrobju. Po trenutnih modelih, pri katerih rdeče orjakinje postopoma izgubljajo maso, so astronomi pričakovali večjo oddaljenost mlade populacije od središča. Njihovo odkritje presenetljivo nakazuje, da rdeče orjakinje večino svoje mase izgubijo v zadnjih 10 milijonih let svojega obstoja.

Potovanje belih pritlikav iz središča proti robu traja 40 do 100 milijonov let in je v primerjavi s 100 milijard let, kar je starost kopice 47 Tukan, precej kratko obdobje. Ta kopica je zaradi svoje bližine in velike središčne gostote zvezd še posebej primerna za preučevanje masne segregacije belih pritlikav.

47Tukan

Slika kroglaste kopice 47 Tukan posnete s Hubblovim teleskopom. (Vir: http://www.spacetelescope.org/images/opo1325a/)