A gömbhalmazok a Tejútrendszer legöregebb objektumai, melyek
kutatása egyebek mellett a galaxisok fejlődéséről árulhat el fontos ismereteket. Jellemzően akár több százezer
csillagot is tartalmazhatnak mindössze néhányszor tíz fényév átmérőjű térrészben. Bár egy
halmaz külső részeiben a csillagsűrűség még viszonylag alacsony, a mag
környezetében akár tízezerszerese is lehet a Nap szomszédságában
megfigyelhetőnek. Ha egy ilyen objektum központjában élnénk, az éjszakai
égbolton akár 10 ezer fényes csillag is ragyogna,
amelyek mind közelebb lennének, mint jelenlegi csillagszomszédunk, a 4,3 fényévnyire levő α Centauri.
Az északi égbolt legismertebb gömbhalmaza, a Hercules csillagképben levő M13 (Éder Iván felvétele)
A
nagy térbeli csillagsűrűség miatt a csillagok gyakrabban közelítik meg
egymást. Ennek eredményeként akár
össze is ütközhetnek, illetve egybeolvadhatnak, bonyolultabb
kölcsönhatások során pedig akár ki is dobódhatnak a halmazból. A hosszú
időn át ható
gravitációs hatások elméletei régóta előrejelezték
a tömeg szerinti elkülönülés (tömeg-szegregáció) létezését, aminek
következtében a nagyobb tömegű csillagok a középpont felé
„lesüllyednek”, míg a kisebb tömegű halmaztagok a
kölcsönhatások révén nagyobb sebességekre tesznek szert, így a halmaz
peremvidékére kerülnek.
Az
elmúlt hét év során a Hubble Űrtávcsővel rendszeresen észlelték a 47
Tucanae jelzésű déli gömbhalmazt. Az igen fényes és sűrű
halmazról összesen 10
felvételsorozat készült. Ezeken még a mag környezetében levő
egyedi csillagokat is jól lehetett azonosítani is, szemben a földi
légkör által elkent felszíni képekkel. Georges Meylan (Ecole
Polytechnique Federale de
Lausanne, Sauverny, Svájc) és munkatársai a HST felvételeit arra
használták fel, hogy közel 130 ezer egyedi csillagról nagyon pontos
pozíciókat mérjenek ki, melyek időbeli változása a csillagok látóirányra merőleges sebességét adja meg. A mintában összesen 23 kék vándor is volt – ezek tömege durván kétszer nagyobb a halmaz átlagos csillagtömegénél.
A
47 Tucanae földi távcsővel készült felvétele (balra), és a
magvidékről készült HST kép (jobbra) (Forrás: NASA, ESA)
Az
Astrophysical Journal Supplement Series folyóirat szeptemberi számában
megjelent közleményükben mintegy 15 ezer
csillagra kaptak pontos sajátmozgás értékeket. Ezek eloszlása teljes
egyezést mutat a tömeg-szegregáció előrejelzéseivel. A nagy tömegű kék
vándorok sebessége
a várakozásoknak megfelelően sokkal alacsonyabb, mint az átlagos,
kisebb tömegű csillagoké. A mérések pontosságát jól jellemzi, hogy a
csillagok
égbolton kimért látszó elmozdulása évente alig haladja meg a
tízmilliomod
fokot (a telihold látszó átmérője fél fok), ami megfelel egy
kisebb pénzdarab látószögének 7200 km-es távolságból.
Fontos
eredmény még, hogy a tömeg-szegregáció jelenségének igazolásán túl az
adatokból az is kiderült, hogy a 47 Tuc magjában nincs nagy tömegű
fekete lyuk. Ha van is bármilyen nagyobb tömeg-koncentráció a
központban, annak tömege biztosan kisebb 1000-1500 naptömegnél.
Forrás: Hubble/ESA PR 2006. október 24.
Linkajánló: A Magyar Csillagászati Egyesület emblémájában is a 47 Tucanae látható.
