什么是球状星团?

2020年8月17日07:44:30 发表评论
摘要

不像开放星团,星团包含散布在我们银河系和其他星系盘中的兄弟星团,球状星团又大又对称而且年代久远,就像地球上最古老,最稳定的公民一样。

什么是球状星团?

哈勃太空望远镜所观察到的球状星团M5。这张照片是2015年6月的天文图片。通过HST / NASA / ESA / APOD拍摄。

什么是球状星团?

球状星团是密密麻麻的,对称的恒星集合,主要围绕围绕大多数旋涡星系的扩展恒星晕运行。球状星团包含星系中最古老的恒星,被认为是在其历史的早期形成的。可能是当它初次形成时,像我们的银河系一样的螺旋星系曾经是由气体和尘埃组成的无定形云吗?它的第一批恒星会聚集成球状星团吗?这些星团是否可以留在银河系中心周围的光环中,而其余的旋转银河系变平并形成旋臂?这种情况可以解释为什么球状星团在星系的光环中运行并包含最古老的恒星。

但是事实是,没有人确切地知道球状星团是如何形成的,以及它们在星系发展中起什么作用(如果有的话)。我们确实知道球状星团是最古老,最大和质量最大的星团,并且它们包含最古老的恒星。他们的年龄可以通过几乎完全没有天文学家所说的金属来证明,即元素比第一批恒星和星系诞生之前早期宇宙中存在的氢和氦重。较重的元素在星形内饰中锻造而成。

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包含多达一千万颗恒星的半人马座欧米茄(Omega Centauri)是迄今为止与我们的银河系相关的最大球状星团。该图像仅显示星团的中央部分,该区域的大小与天空穹顶上的满月差不多。图片来自La Silla天文台/ ESO。

球状星团很大。它们的直径可以达到300光年,并包含1000万颗恒星。不同的是疏散星团 -含兄弟明星,通过我们的星系盘散推测其他星系-球状星团是大的,对称的,老,像一个世俗的城市最古老,最稳重的公民。

以下是球形星团和开放星团不同的一些方法:

球状星团的形状非常对称,并且朝向其中心最密集。开放星团的形状更不规则。

球状星团在我们银河系的光环中绕轨道运行,以银河系的中心为中心,并在银河系盘的上方和下方扩展。开放星团倾向于在磁盘内旋转。

球状星团包含成千上万的恒星,而有些(如上图所示的半人马座Omega)则包含数百万个星。开放星团往往只包含数百颗恒星。

什么是球状星团?

著名的球状星团Messier 13或M13 –从北半球很容易看到的最大和最亮的球状星团–在其星场上看到。M13距离地球25,000光年,直径约为145光年,是使用小型望远镜的业余天文学家的热门目标。图片由Fred Espenak提供。

什么是球状星团?

这又是M13。注意其非常对称的结构,这是球状星团的典型特征。图片来自以色列Bareket天文台。

我们自己的银河系大约有150个球状星团,也许还有更多等待发现的地方,被银河尘埃所掩盖。在仙女座星系(M31或仙女座星系)方向上,我们附近的螺旋星系似乎有大约300个球状星团。一些橄榄球状椭圆形星系的确也有球状星团,例如处女座方向的M87,这是超大质量黑洞的所在地,该黑洞曾由事件地平线望远镜在2019年拍摄。据估计,它拥有大约15,000个球状星团,到目前为止,已经直接通过望远镜观察到了1,000多个。

什么是球状星团?

已知大约有150个球状星团围绕我们的银河系中心。

球状星团在高度偏心并且相对于银河平面高度倾斜的轨道中绕着星系旋转。它们在银河系的“郊区”内绕行,可能需要数亿年的时间才能完成一个轨道。在望远镜中,球状星团看起来像一个模糊的球,外围的个别恒星合并成一个向中心的固态光球。但是,这仅仅是因为恒星之间的距离非常近,以至于无法通过望远镜单独解决它们。在球状星团的中心,恒星的密度可以达到每立方秒 100到1,000颗恒星。这与太阳附近恒星的密度相反,恒星密度约为每立方秒0.14颗恒星。如果您站在行星上绕球状星团运行的恒星上,那么您的夜空将非常拥挤附近的恒星!

什么是球状星团?

这张哈勃太空望远镜影像显示了大力神星系中大球状星团Messier 13的核心。

球状星团中的恒星是银河系中最古老的居民,由天文学家称之为“ 人口II”恒星组成。被测年龄的年龄在11至130亿岁之间,这使得它们几乎与银河系一样古老。毫不奇怪,这些古老的恒星中有许多已经演化成巨大的,ated肿的红色巨星,就像我们的太阳将在几十亿年内那样。星星极度贫金属,也就是说,用天文学特有的语言来说,与周围的星际介质相比,它们具有比氦重的少量物质(天文学家将比氦重的所有元素称为“金属”)。由于较重的元素是在恒星内部制成的,然后通过超新星爆炸而散布到整个星际介质中,因此,这种稀少的金属恰恰是这类恒星通常所期望的。在其他世界中,二号人口恒星几乎完全由氢和氦组成,而氢和氦是早期宇宙中存在的物质。

然而,还有一个谜:球状星团也有较重金属的“丰度异常”,这意味着在较新形成的恒星中,存在于其他地方的元素。特别是钠,碳,氧和铝似乎过量,在某些簇中还存在重金属,如锶,钇,钡和euro 。尽管已经提出了几种解释,例如超大质量恒星的早期出现,但是对这些异常的解释还没有令人满意的解释。

北半球最著名的球状星团是赫拉克勒斯星座中的M13,有时也称为大球状星团,它是由爱德蒙·哈雷于1714 年发现的。查尔斯·梅西耶后来在1764年将其添加到他的著名星表中。 ,它是一小片模糊的光,距地球约22,000 光年。在这个星团的中心,恒星如此紧密地运转,以至于它们偶尔碰撞,它们的死亡导致了新星的诞生,这些新恒星被称为“ 蓝色散布者”。这种恒星种群是球状星团中唯一的较新恒星类型。

值得注意的其他球状星团是M22在射手座- -的最亮的天空中一个M5在巨蛇和M12在蛇夫座。许多夜空最大和最明亮的球状星团最好在春夜观看,并且经常出现在所谓的“ 梅西耶马拉松”中。

球状星团即使在最小的望远镜中也是一个奇妙的景象,尽管需要大型仪器才能将单个恒星解析为其中心。

当您查看它们时,您会看到在我们银河系婴儿期出生的恒星群!

什么是球状星团?

业余天文学家喜欢通过小型望远镜凝视球状星团。这是佐治亚州凯瑟琳的格雷格·霍根(Greg Hogan)捕获的欧米茄半人马座。谢谢,格雷格!

球状星团是球形的恒星集合,主要在螺旋星系的星晕中绕行。我们的银河系大约有150个球状体,其中包含我们银河系中最古老的恒星。

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