2016.09.13. - Nem minden gömbhalmaz, ami annak látszik?

Egy olasz vezetésű kutatócsoport két, nagyon eltérő korú csillagpopulációt azonosított egy ugyan gömbhalmazra emlékeztető, de ebben a körben valójában egyetlen másik objektumra sem hasonlító csillaghalmazban.

A Terzan 5 jelű, a Nyilas csillagképben elhelyezkedő galaktikus centrum irányában megfigyelhető, 19 ezer fényév távolságban lévő csillagcsoportosulást felfedezése óta, több mint negyven évig gömbhalmazként katalogizálták. Most azonban egy olasz vezetésű kutatócsoport kimutatta, hogy a Terzan 5 valójában egyetlen másik gömbhalmazra sem hasonlít. A csoport a vizsgálatok eredményeként - amelyekhez az ESO VLT távcsőegyüttesén installált MAD (Multi-conjugate Adaptive Optics Demonstrator) műszeren kívül a Hubble-űrtávcsövet és más földi teleszkópokat is felhasználtak - kimutatta, hogy a Terzan 5 halmazban a csillagoknak két jól elkülöníthető populációja létezik, amelyek nem csak a kémiai összetételükben különböznek, de a koruk között is jelentős, nagyjából 7 milliárd év eltérés van, az egyik 12, míg a másik "csak" 4,5 milliárd éves. A két populáció jelentősen különböző kora arra utal, hogy a Terzan 5-ben a csillagkeletkezés nem folyamatosan, hanem két jól elkülönülő hullámban zajlott. A kutatócsoport egyik tagja, Davide Massari (INAF / University of Groningen) magyarázata szerint a második csillaggeneráció létrehozásához a Terzan 5 ősének nagy mennyiségű gázt kellett tartalmaznia, következésképpen elég nagynak, legalább 100 millió naptömegűnek kellett lennie.

Az ESO VLT távcsőegyüttese MAD (Multi-Conjugate Adaptive Optics Demonstrator) műszerének felvétele a Terzan 5 csillaghalmazról. A MAD annak az adaptív optikai rendszernek a prototípusa, amelyik majd E-ELT óriásteleszkópban, illetve a VLT második generációs eszközeiben fog működni. A csillagokat a Hubble-űrtávcső ugyanezen területről készült felvétele alapján színezték.
[ESO/F. Ferraro]

Szokatlan tulajdonságai alapján jó esély mutatkozik arra, hogy a Terzan 5 halmazban a Tejútrendszer fejlődésének legkorábbi szakaszából találjunk "maradványokat". A galaxisok kialakulásának jelenlegi elméletei szerint a Tejútrendszer kezdeti alakját hatalmas gázcsomók és csillagok kölcsönhatása - összeolvadása és szétválása - formálta. A csoport vezetője, Francesco Ferraro (University of Bologna) szerint néhány gázcsomó beágyazódott maradványai viszonylag érintetlenül átvészelhették az évmilliárdokat, és segíthetnek a csillagászoknak a Tejútrendszer-történet egyik fontos szakaszának felderítésében.

A Terzan 5 egyes tulajdonságai egyáltalán nem jellemzőek a gömbhalmazokra, viszont nagyon hasonlítanak az ún. galaktikus dudor, a Tejútrendszer centrumát övező térrész csillagpopulációjának tulajdonságaira. Ezen hasonlóság miatt a Terzan 5 a galaxisfejlődés "fosszíliájának", a Tejútrendszer egyik legősibb építőelemének tekinthető. Ezt a feltételezést a Terzan 5 két csillagpopuláció létrehozásához szükséges kezdeti tömege is alátámasztja: ez nagyjából ugyanakkora, mint azoknak a nagy csomóknak a tömege, amelyekből az elképzelések szerint a dudor 12 milliárd évvel ezelőtt, a galaxis formálódásakor kialakult. A Terzan 5-nek valahogyan évmilliárdokon keresztül sikerült a szétaprózódást elkerülnie, és a Tejútrendszer őstörténetének tanújaként fennmaradnia. Ferraro magyarázata szerint a Terzan 5 néhány jellemzője a nagy vöröseltolódású csillagontó galaxisokban megfigyelhető óriási csomók tulajdonságaihoz hasonlít, azt sugallva, hogy a galaxisformálódás időszakaszában hasonló folyamatok mentek végbe a lokális és a távoli univerzumban.

A Hubble-űrtávcső felvétele a Terzan 5 csillaghalmazról. Kinézetre gömbhalmaz, egyéb tulajdonságait tekintve azonban már nagyok az eltérések.
[ESO/F. Ferraro]

A felfedezés elősegítheti a galaxisok fejlődési folyamatának jobb, alaposabb megértését: a galaktikus dudor kialakulásának túlélőjeként a Terzan 5 jelentheti a kapcsot a lokális és a távoli univerzum között.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• eso1630 - Science Release