این خوشه کروی به سمت مرکز کهکشان راه شیری فرو می رود

خوشه‌های کروی (GCs) گروه‌های کروی از ستارگان هستند که توسط گرانش متقابل کنار هم قرار گرفته‌اند. ستاره‌های بزرگ می‌توانند میلیون‌ها ستاره داشته باشند و ستاره‌ها معمولاً قدیمی‌تر هستند و فلزی کمتری دارند. کهکشان راه شیری شامل بیش از 200 جرم کروی است، احتمالاً تعداد بیشتری، و بیشتر آنها در هاله کهکشانی، قسمت های بیرونی کهکشان قرار دارند.

اما همه آنها در هاله نیستند و اخترشناسان در تلاش هستند تا نزدیکترین آنها را به مرکز کهکشانی بیابند. اکنون، محققان یک GC را کشف کرده اند که به سمت مرکز کهکشان راه شیری در حال فرو رفتن است.

ستاره شناسان از خوشه های کروی به عنوان راهی برای مطالعه ماشینکاری کهکشان راه شیری استفاده می کنند. GCها عمر طولانی دارند، اما در مناطق متلاطم مانند مرکز کهکشانی، بقای طولانی مدت آنها در خطر است. اصطکاک دینامیکی می تواند پیوندهای گرانشی را که خوشه های کروی را کنار هم نگه می دارند، فرسایش دهد. تلاش‌های مداومی برای یافتن GCها در نزدیکی مرکز وجود دارد تا اطلاعات بیشتری در مورد GCها و اطلاعات بیشتر در مورد مرکز کهکشانی پیدا کند.

بررسی VVV (متغیرهای VISTA در Vía Láctea) تلاشی توسط رصدخانه جنوبی اروپا برای مکان یابی خوشه های ستاره ای در برآمدگی کهکشان راه شیری است. که در مقاله 2020محققانی که با داده‌های VVV کار می‌کنند نزدیک‌ترین GC به مرکز کهکشان راه شیری را پیدا کردند: VVV CL002. در مقاله‌ای جدید که برخی از همین محققان را نشان می‌دهد، ستاره‌شناسان دریافتند که VVV CL002 به سمت مرکز کهکشان راه شیری فرو می‌رود.

کاغذ است “خوشه کروی VVV CL002 به سمت مرکز خطرناک کهکشانی در حال سقوط است.نویسنده اصلی دانته مینیتی از دانشگاه کاتولیکا آندرس بلو در سانتیاگو، شیلی است. این مقاله در مجله Astronomy and Astrophysics منتشر خواهد شد.

نیروهای جزر و مدی قدرتمند بر مرکز کهکشان راه شیری تسلط دارند. ستاره شناسان بر این باورند که کروی هایی که خیلی به مرکز نزدیک می شوند از هم جدا می شوند و ستارگان آنها در جمعیت عمومی ستارگان شلوغ پراکنده می شوند. اما اخترشناسان در تلاش هستند تا مدلی واقعی برای توضیح آن ارائه کنند. با یافتن GC های بازمانده در مرکز کهکشانی، محققان امیدوارند که منطقه و GC ها را بهتر درک کنند.

VVV CL002 نزدیکترین GC به مرکز است. تنها 0.4 kpc (1300 سال نوری) از ما فاصله دارد. اما با سرعتی در حدود 400 کیلومتر بر ثانیه به سمت مرکز حرکت می کند^?1.

VVV CL002 دارای مداری غیرعادی است که فاصله آن را از مرکز از 619 تا 3400 سال نوری می برد. مدار آن نسبت به مرکز از هر GC شناخته شده دیگری متراکم تر است. همانطور که به دور خود می چرخد، به مرکز کهکشانی نزدیک می شود. همچنین به سمت عقب می چرخد. همه اینها سرنخ هایی از مبدأ و سرنوشت اوست.

مدار، مکان و حرکت آن به این معناست که VVV CL002 نمی‌توانست در جایی نزدیک به جایی که امروز است شکل بگیرد. نویسندگان توضیح می دهند: «انتظار نمی رود که یک خوشه کروی در طول عمر خود (بیش از 10 گرمی) در چنین نزدیکی به مرکز کهکشانی زنده بماند.

اما این مطالعه چیزی بیش از مکان، حرکت و سرعت دارد. به خودی خود، آنها تصویر کاملی از اینکه GC از کجا آمده است را در اختیار اخترشناسان قرار نمی دهند، که بدیهی است که یک سوال مهم است. برای پاسخ به این سوال، محققان به فلزکاری روی آوردند.

فلزی ستاره ای به فراوانی عناصر سنگین تر از هیدروژن و هلیوم در یک ستاره یا گروهی از ستارگان اشاره دارد. ستارگان مسن‌تر فلزات کمتری دارند، در حالی که ستاره‌هایی که اخیراً شکل گرفته‌اند، فلزات بالاتری دارند. محققان با تمرکز بر ستاره های هدف در خوشه کروی توانستند میزان فلز را اندازه گیری کنند.

اخترشناسان اغلب محتوای آهن یک ستاره را با محتوای هیدروژن آن مقایسه می کنند تا فلزی بودن آن را بیان کنند. مقدار FE/H 0 همان چیزی است که خورشید ما دارد. اگر مقدار کمتر از این باشد، در نگاتیو، به این معنی است که جسم دارای فلزی کمتر از خورشید است. اگر مقدار بالاتر از 0 باشد، جسم دارای فلزی بالاتر از خورشید است. محققان دریافتند که ستارگان در VVV CL002 دارای میانگین فلزی 0.54- هستند، به این معنی که فلزی بودن آن پایین است. این نشانه پیری ستاره هاست.

همه ی اینها چه معنایی میدهد؟

نویسندگان می نویسند: “این تایید می کند که VVV CL002 یک خوشه کروی قدیمی است که همراه با سایر خوشه ها و ستاره های میدانی موجود در برآمدگی کهکشانی امروزی تشکیل شده است، و نه یک خوشه باز جوانتر یا بقایای یک کهکشان کوتوله (اکنون ویران شده). بنابراین VVV CL002 در جایی که امروز است شکل نگرفت. اندازه‌گیری‌های فلزی بودن با ستارگانی که در فاصله 3 تا 6 kpc (حدود 10000 تا 20000 سال نوری) از مرکز کهکشان تشکیل شده‌اند، مطابقت دارد.

این ما را به سناریویی می‌رساند که VVV CL002 در اندازه‌های نسبتاً بزرگ شکل می‌گیرد. آر این محققین در نتیجه گیری خود نوشتند و به تازگی به سمت مرکز سقوط کرده اند.

برای VVV CL002، آینده بدون تغییر است. مستقیم به سمت مرکز کهکشان می رود و هیچ چیز نمی تواند جلوی آن را بگیرد. و مرکز کهکشانی مکان خوشایندی نیست. در میان خطرات دیگر، سیاهچاله کلان پرجرم Sagittarius A* در آنجا سرنوشتی دارد و هر چیزی در مجاورت آن با آهنگ گرانشی آن می رقصد.

VVV CL002 به عنوان نزدیکترین GC به مرکز کهکشانی، می تواند چیزهای زیادی به اخترشناسان بیاموزد. این خوشه روشن می کند
نویسندگان توضیح می‌دهند که در مورد مکانیسم‌های جذاب بقا و مهاجرت خوشه‌های کروی، در حالی که بسیاری از خوشه‌ها و نامزدهای کروی کمتر مشخص‌شده در چند کیلوپارسک مرکز قرار دارند.

مطالعات بیشتری برای تفکیک برخی از این درس ها مورد نیاز است. اما به دست آوردن آنها در منطقه شلوغ مرکز کهکشانی دشوار است. «تقاضا برای طیف‌سنجی نزدیک به مادون قرمز با وضوح بالا برای چنین خوشه‌هایی زیاد است، که توسط سنگین‌ها مختل می‌شود. انقراض بین ستاره ایمینیتی و همکارانش توضیح می دهند.

VVV CL002 از هر کجا آمده و دقیقاً هر طور که شکل گرفته، به سمت نابودی پیش می رود.

محققان نوشتند: «احتمالاً محکوم به ادامه حرکت مارپیچی به داخل پارسک‌های داخلی و نابودی آن در آینده‌ای نه چندان دور است.