Globulära kluster är gravitationsbundna, täta koncentrationer av stjärnor. Det kan finnas hundratusentals stjärnor i ett kluster, och de är så nära varandra att det är svårt att skilja kulakluster utanför vår galax från stjärnor i vår egen galax bara med markbaserade teleskop: med andra ord, dessa stora klippor av långt borta stjärnor kan se ut som en enda närliggande stjärna. Men astronomer använde nyligen Hubble rymdteleskopets skarpa ögon för att otroligt identifiera över 11 000 kulakluster i Virgo-kluster av galaxer. Och genom att göra det så märkte de också något intressant om var globulars finns. Globulära kluster verkar inte bildas enhetligt från galax till galax; istället gillar de att vara där handlingen är i närheten av galaxkluster. Globularna är också vanligare i dvärggalaxier nära mitten av galaxklyngen.
Hubbles Advanced Camera for Surveys löst stjärnklusterna i 100 galaxer i olika storlekar, former och ljusstyrkor, även i svaga, dvärggalaxier. Virgo-klustret består av över 2 000 galaxer och är den närmaste stora galaxklyngen till jorden, som ligger ungefär 54 miljoner ljusår bort.
Astronomer har länge vetat att den jätte elliptiska galaxen i klustrets centrum, M87, är värd för en större än förutspådd befolkning av globulära stjärnkluster. Ursprunget till så många globulars har varit ett långvarigt mysterium.
"Vår studie visar att effektiviteten i bildandet av stjärnkluster beror på miljön," sade Patrick Cote från Herzberg Institute of Astrophysics i Victoria, British Columbia. "Dvärggalaxier närmast Virgos trångt centrum innehöll fler kula än de längre bort."
Teamet hittade en mängd globulära kluster i de flesta dvärggalaxier inom 3 miljoner ljusår från klustrets centrum, där den jätte elliptiska galaxen M87 är bosatt. Antalet globulars i dessa dvärgar varierade från några dussin till flera dussin, men dessa antal var förvånansvärt hög för de låga massorna av galaxerna de bebodde. Däremot hade dvärgarna i utkanten av klustret färre globulars. Många av M87s stjärnkluster kan ha tagits från mindre galaxer som vågade sig för nära den.
"Vi hittade få eller inga kulakluster i galaxer inom 130 000 ljusår från M87, vilket tyder på att den jätte galaxen avskalade de mindre av sina stjärnkluster," förklarade Eric Peng vid Peking-universitetet i Peking, Kina, och huvudförfattare till Hubble-studien . "Dessa mindre galaxer bidrar till uppbyggnaden av M87."
Hubbles "öga" är så vass att det lyckades plocka ut de fuzzy globular clusters från stjärnor i vår galax och från avlägsna galaxer i bakgrunden. "Med Hubble kunde vi identifiera och studera cirka 90 procent av kulakluster i alla våra observerade fält," sade Peng. "Detta var avgörande för dvärggalaxier som bara har en handfull stjärnkluster."
Bevis på M87: s galaktiska kannibalism kommer från en analys av den kula kluster sammansättning. "I M87 finns det tre gånger så många globulars som har brist på tunga element, till exempel järn, än globulars som är rika på dessa element," sade Peng. "Det tyder på att många av dessa" metallfattiga "stjärnkluster kan ha blivit stulna från närliggande dvärggalaxier, som också innehåller globulars som har brist på tunga element."
Att studera kugghjulstjärnor är avgörande för att förstå de tidiga, intensiva stjärnbildande avsnitten som markerar galaxbildning. Det är känt att de bor i alla utom de svagaste galaxerna.
"Stjärnbildningen nära Virgos kärna är mycket intensiv och förekommer i en liten volym under en kort tid," konstaterade Peng. ”Det kan vara snabbare och effektivare än stjärnbildning i utkanten. Den höga stjärnbildningsgraden kan drivas av den gravida kollaps av mörk materia, en osynlig form av materia, som är tätare och kollapsar tidigare nära klusterens centrum. M87 sitter i mitten av en stor koncentration av mörk materia, och alla dessa globulars nära centrum bildade antagligen tidigt i Virgo-klustrets historia. ”
Det färre antalet globulära kluster i dvärggalaxier längre bort från centrum kan bero på massorna av stjärnkluster som bildades, sade Peng. "Stjärnbildningen längre bort från den centrala regionen var inte lika robust, vilket kan ha gett endast mindre massiva stjärnkluster som försvann över tid", förklarade han.
Original nyhetskälla: HubbleSite Pressmeddelande
