Отримані результати допомагають розв’язати одну з проблем в астрономії.
Кульові зоряні скупчення традиційно вважають одними з найдавніших і найстабільніших "скам’янілостей" раннього Чумацького Шляху та впродовж десятиліть вважалося, що ці щільні кулі зір майже не змінювалися мільярди років і збереглися у первісному вигляді.
Втім, як пише Interesting Engineering, нові спостереження свідчать про протилежне. Астрономи зафіксували, що одне з таких скупчень - NGC 6569 - нині активно втрачає свої зорі, які під дією гравітації переходять у центральне потовщення Чумацького Шляху.
Згідно з результатами дослідження, це зоряне скупчення віком близько 13 мільярдів років поступово розривається гравітаційними силами галактики, "підживлюючи" її центральний балдж зірками з чітко вимірюваною швидкістю.
"Ми провели перше широкопольове спектроскопічне дослідження середньої роздільної здатності для NGC 6569. Наші результати свідчать, що це скупчення активно втрачає зорі внаслідок припливного руйнування", - зазначають автори роботи.
Це відкриття стало рідкісним прямим доказом того, як кульові скупчення з часом розчиняються та змінюють зоряне населення Чумацького Шляху.
Зазначається, що NGC 6569 розташоване приблизно за 35,5 тисячі світлових років від Землі - глибоко всередині центрального балджа Чумацького Шляху, де мільйони зір скупчені на порівняно невеликій ділянці простору. Скупчення є досить масивним - маса становить близько 230 тисяч мас Сонця, а його зорі містять більше важких елементів, ніж у багатьох інших кульових "утвореннях".
Дослідження таких об’єктів у балджі є складним завданням, адже через надзвичайну щільність зір важко відрізнити "учасників" скупчення від випадкових "польових" зір.
Щоб подолати цю проблему, науковці використали Англо-австралійський телескоп у межах проєкту Milky Way Bulge Extra-Tidal Star Survey (MWBest). Мета цього огляду - з’ясувати, як кульові скупчення поступово руйнуються під дією потужних гравітаційних сил поблизу центру галактики.
Дослідники отримали спектри середньої роздільної здатності для 303 зір у самому NGC 6569 та навколо нього. Такі спектри дозволяють визначити хімічний склад зір і швидкість їх руху. Поєднавши ці дані з точними вимірюваннями власних рухів, команда змогла ідентифікувати зорі, які раніше належали до скупчення, але нині віддаляються від нього.
У результаті астрономи виявили 40 зір, розташованих далеко за межами основного тіла скупчення - на відстанях від 7 до 30 кутових хвилин від його центру. Всі вони мають ті самі хімічні та кінематичні характеристики, що й NGC 6569.
Ці зорі інтерпретують як справжні припливні уламки - тобто зорі, вирвані зі скупчення гравітаційними силами Чумацького Шляху. П’ять із них, ймовірно, утворюють слабкий гало з уламків навколо NGC 6569.
Крім того, порівняння зір, що все ще залишаються зв’язаними зі скупченням, із навколишніми польовими зорями показало: близько 35% зір у найближчому оточенні мають такий самий рух, як NGC 6569. Це означає, що скупчення буквально "занурене" у власний шлейф із раніше втрачених зір.
З урахуванням хімічних даних і динамічного моделювання дослідники підрахували, що NGC 6569 втрачає масу зі швидкістю, еквівалентною одній - півтори масам Сонця на мільйон років. У масштабі мільярда років це становить приблизно 5,6% загальної маси скупчення.
Отримані результати допомагають розв’язати давню проблему в астрономії. Теоретичні моделі давно передбачали, що кульові скупчення поблизу центру галактики з часом мають втрачати більшу частину своєї маси. Однак прямих спостережних підтверджень цього процесу, особливо для скупчень у балджі, було вкрай мало.
Хоча приблизно чверть кульових скупчень у галактичному гало мають припливні "хвости", у центральному балджі такі структури важко виявити через щільність зір і міжзоряний пил. Це дослідження показує, що припливне руйнування в балджі не лише можливе - воно відбувається просто зараз.
Результати також свідчать, що такі скупчення, як NGC 6569, відіграють важливу роль у формуванні центрального потовщення Чумацького Шляху, поступово передаючи йому свої зорі.
Водночас автори наголошують на обмеженнях роботи. Припущення, що скупчення рухається крізь "трубу" власних припливних уламків, залишається гіпотезою і потребує перевірки за допомогою детальних N-body симуляцій довготривалої еволюції.
У подальших дослідженнях науковці планують застосувати цей хіміко-динамічний підхід до інших кульових скупчень у балджі. Це має допомогти з’ясувати, скільки з них поступово розчиняються і яку частку зір центрального регіону Чумацького Шляху дали ці давні зоряні системи.
"Розширення цього підходу на повну вибірку MWBest зрештою дозволить чітко визначити сумарну роль руйнування кульових скупчень у формуванні галактичного балджа", - підсумували автори дослідження.
Нагадаємо, астрономи за допомогою телескопа "Габбл" уперше отримали знімки "інкубатора планет" - найбільшого планетарного диска, що коли-небудь спостерігався навколо молодої зірки.
За словами дослідників, гігантський диск газу і пилу обертається навколо молодої зірки приблизно за 1000 світлових років від Землі, породжуючи нові планети. Йдеться, що це найбільший диск з коли-небудь виявлених астрономами, а його поведінка відрізняється.