«Хаббл» фотографирует шаровое скопление Мессье 70

На этом изображении космический телескоп «Хаббл» (НАСА/ЕКА) запечатлел все великолепие густонаселенного центра шарового скопления Мессье 70 (М70). Обитателям шаровых скоплениях, где взаимное гравитационное притяжение удерживает внутри небольшой области пространства сотни тысяч звезд, всегда тесно. А вот астрономам-любителям и ученым такое нагромождение сияющих звезд, буквально сидящих одна на другой, только на руку.

Мессье 70 особенно интересен, поскольку в нем происходит так называемый коллапс ядра. В центре М70 и подобных ему объектов толпится еще большее количество звезд, чем в обычных шаровых скоплениях, так что их яркость равномерно увеличивается по направлению к середине.

Мириады звезд кружатся вокруг общего центра притяжения. Некоторые из них сохраняют примерно круговые орбиты, в то время как другие уходят по дуге на периферию скопления. Со временем в результате взаимного гравитационного влияния более легкие звезды набирают скорость и перемещаются к краям, в то время как тяжелые замедляются и перебираются ближе к центру. Такое скучивание приводит к образованию более плотных и ярких центральных областей, характерных для скоплений с коллапсирующим ядром. Примерно пятая часть из более чем 150 шаровых скоплений в Млечном Пути претерпевает подобный процесс.

Хотя многие шаровые скопления обитают у края галактик, Мессье 70 находится довольно близко к центру, примерно в 30 000 световых годах от Солнечной системы. Учитывая, насколько мощные гравитационные силы действуют на него в данном регионе, Мессье 70 на удивление хорошо сохраняет свой компактный вид.

Диаметр Мессье 70 составляет всего 68 световых года, и его можно разглядеть (хоть и с большим трудом) в созвездии Стрельца с помощью бинокля. Французский астроном Чарльз Мессье отметил данное скопление в своих записях за 1780 год. Это 70-ый по счету объект в его широко известном каталоге.

Приведенное изображение было получено с помощью широкоугольной камеры, которая является частью Усовершенствованной обзорной камеры на «Хаббле». Снимком охватывает участок неба площадью примерно 3.3 на 3.3 угловых минуты.

Источник: NASA

Фото: ESA/Hubble & NASA

«Хаббл» любуется богатствами шарового скопления М9

Космический телескоп «Хаббл» недавно получил наиболее подробное на сегодняшний день изображение шарового скопления Мессье 9 (M9), расположенного возле центра нашей Галактики. Этот шар из звезд выглядит слишком тусклым для невооруженного глаза, но «Хабблу» удалось рассмотреть около 250 тысяч его сияющих обитателей.

M9 — это шаровое скопление, примерно сферический рой звезд, который расположен в 25 тысячах св. лет от Земли, недалеко от центра Млечного Пути. На самом деле, так близко к нему, что гравитационное притяжение галактического центра слегка деформируют его.

Считается, что в шаровых скоплениях обитают самые «пожилые» звезды нашей галактики, рожденные во времена ранней юности Вселенной. Кроме разницы в возрасте (они примерно вдвое старше, чем наше Солнце), жители скопления M9 имеют и другое серьезное отличие от нашей звезды: в их составе намного меньше тяжелых элементов.

В частности, таких важных для жизни на нашей планете как кислород и углерод, а также железа, из которого состоит земное ядро. В системе M9 этих веществ очень мало. Причина в том, что тяжелые элементы постепенно синтезировались в ядрах звезд, а также во время взрывов сверхновых. Поэтому во времена, когда родились звезды шарового скопления M9, подобных атомов существовало довольно мало.

Скопление Mессье 9, как следует из его названия, было открыто в 1764 году великим французским астрономом Шарлем Мессье. Но ни один из тогдашних телескопов, даже самый продвинутый, не позволял разглядеть отдельные звезды. Поэтому Мессье увидел лишь расплывчатое пятно, которое он  классифицировал как туманность («облако» на латыни). Лишь позже, в 18-м столетии, астрономы (в частности, Уильям Гершель), начали различать звезды внутри скопления.

Разница между оборудованием Мессье и инструментами, находящимися в распоряжении современных астрономов, потрясающая. Изображение Мессье 9, сделанное «Хабблом», имеет наилучшую на сегодняшний день детализацию, и на нем даже густонаселенный центр скопления распадается на одиночные звезды. Более 250 тысяч из них находится под пристальным взглядом детектора Усовершенствованной обзорной камеры «Хаббла». Полученный снимок охватывает участок неба размером с булавочную головку, видимую с расстояния вытянутой руки.

«Хаббл» смог не только отобразить на снимке отдельные звезды, но и показать, что они отличаются друг от друга по цвету. Окраска звезды напрямую связана с ее температурой. А точнее говоря — обратно пропорционально, ведь чем краснее звезда, тем ниже ее температура, а чем ближе она к голубому цвету, тем она горячее. Широкая цветовая гамма, наблюдаемая на изображении Мессье 9, явно указывает на большой температурный разброс среди его обитателей.

Соседствующие с M9 объекты также представляют интерес для астрономов. Особенно выделяются среди них две большие темные туманности. Эти непроглядные тучи межзвездного газа, известные как Барнард 259 (находится юго-восточнее от М9) и Барнард 64 (расположена западнее), хорошо видны на широкоугольном изображении скопления.

Источник: НАСА

Самые старые объекты во Вселенной не так уж и стары

Согласно последним данным Космической рентгеновской обсерватории "Чандра" (Chandra X-ray Observatory), у самых старых объектов во Вселенной еще все впереди. Оказалось, что шаровые скопления могут быть значительно менее зрелыми, чем считалось раньше.

Шаровые скопления - плотные звездные кластеры, включающие в себя до нескольких миллионов звезд, являются одними из самых старых объектов во Вселенной. Их возраст оценивают в 9-13 миллиардов лет. Поэтому в их состав входят некоторые из первых звезд, сформировавшихся в галактиках, и понимание их эволюции является решающим для понимания эволюции галактик.

"Долгое время шаровые скопления использовали как прекрасные природные лаборатории для изучения эволюции и взаимодействия звезд", - говорит Джон Фрего (John Fregeau) из Северо-Западного университета, который проводил эти исследования. - "Поэтому было бы здорово обнаружить что-нибудь новое и фундаментальное в их развитии".

Принято считать, что шаровые скопления в процессе развития проходят через три стадии, которые соответствуют юности, зрелости и старости. Эти периоды относятся к эволюционному состоянию кластера, а не к физическому возрасту входящих в него отдельных звезд.

В стадии юности звезды возле центра скопления коллапсируют внутрь. Зрелость - это фаза, когда взаимодействие двойных звезд возле центра скопления предотвращает его дальнейший коллапс. Наконец, старость описывает состояние, когда двойные звезды в центре разрушены или вытолкнуты, и центр скопления коллапсирует.

Многие годы ученые считали, что большинство шаровых скоплений находятся в стадии зрелости, а остальные приближаются к концу своего развития. Но данные телескопа "Чандра" и теоретические расчеты показывают, что это может быть не так.

Когда одиночные и двойные звезды взаимодействуют в густонаселенных центрах шаровых скоплений, могут образоваться двойные звезды, которые обмениваются веществом и испускают рентгеновское излучение. Поскольку считается, что такие двойные звезды образуются в середине жизни скопления, и исчезают в его старости, относительное число рентгеновских источников позволяет понять, на какой стадии развития находится скопление.

Новые исследования 13 шаровых скоплений нашей Галактики, проведенные Фрего, показывают, что три из них имеют необычно большое количество рентгеновских источников (рентгеновских двойных звезд), то есть что они находятся в стадии зрелости. Раньше эти скопления были отнесены к старым из-за высокой концентрации звезд в их центрах, что является еще одним безошибочным показателем возраста, используемым астрономами. Это значит, что большинство шаровых скоплений, включая и остальные десять, изученных Фрего, на самом деле находятся не в стадии зрелости, а в стадии юности.

"Это удивительно - что объекты, которые считаются одними из самых старых во Вселенной, на самом деле могут оказаться очень незрелыми", - говорит Фрего, чья статья появилась в "Астрономическом журнале". - "Это значительно изменит наши представления о текущей стадии развития шаровых скоплений".

Если эти данные подтвердятся, они помогут согласовать другие наблюдения с недавней теоретической работой, которая наводит на мысль, что плотность концентрации звезд в центре наиболее развитых шаровых скоплений указывает на среднюю, а не завершающую фазу эволюции. Другие теоретические исследования предполагают, что для достижения шаровыми скоплениями старости потребуется время, большее, чем настоящий возраст Вселенной.

Кроме лучшего понимания основ эволюции шаровых скоплений, этот результат помогает описать взаимодействие звезд в плотных окружающих средах. Он также делает ненужным привлечение экзотических механизмов - включающих, например, черные дыры - для объяснения, почему многие зрелые скопления не коллапсируют.

"Чтобы разобраться в наблюдениях и сохранить старую теорию, было разработано несколько экзотических сценариев, включая и мой собственный", - говорит Фрего. - "Если этот результат подтвердится, необходимость в подобных причудливых объяснениях отпадет".

Центр космических полетов Маршалла (НАСА) в Хантсвилле, штат Алабама, руководит проектом "Чандра" по поручению Дирекции научных космических программ НАСА. Смитсоновская астрофизическая обсерватория управляет научной деятельностью и полетами из Центра рентгеновской астрономии "Чандра" в Кэмбридже, Массачусетс.

Дополнительная информация и изображения доступны по адресу http://chandra.harvard.edu

Источник:

NASA