Supermasywne gwiazdy odpowiadają za skład chemiczny gromad kulistych

Credit: CC0 Public Domain

Międzynarodowy zespół astrofizyków znalazł rozwiązanie zagadki, nad którą naukowcy głowili się przez ponad 50 lat: dlaczego gwiazdy tworzące gromady kuliste zbudowane są z innej materii niż inne gwiazdy leżące w Drodze Mlecznej.

W artykule opublikowanym w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, badacze wprowadzili do równania, które może rozwiązać ten problem nowego gracza – supermasywne gwiazdy.

Wokół Drogi Mlecznej krąży ponad 150 starych gromad kulistych. W każdej z nich znajdują się setki tysięcy gęsto opakowanych gwiazd związanych ze sobą grawitacyjnie. Owe gwiazdy są niemal tak stare jak sam Wszechświat. Od lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku wiadomo, że większość gwiazd w tych gromadach charakteryzuje inny skład chemiczny niż wszystkie inne gwiazdy w Drodze Mlecznej – gwiazdy te zawierają mianowicie pierwiastki, które nie mogły powstać w samych gwiazdach ponieważ wymagałoby to temperatur 10-krotnie wyższych niż temperatury samych gwiazd.

Badacze z Surrey twierdzą, że supermasywne gwiazdy o masie dziesiątki tysiące razy większej od masy Słońca, powstały w czasach, w których formowały się same gromady. W tym czasie, gromady kuliste wypełnione były gęstym gazem, z którego formowały się gwiazdy. Zbierając coraz więcej gazu, gwiazdy zbliżały się do siebie na tyle, że mogły z czasem się ze sobą zderzać tworząc w wyniku kolizji supermasywne gwiazdy. Takie gwiazdy mogły być na tyle gorące, aby mogły w nich powstać wszystkie obserwowane pierwiastki, które z czasem “zanieczyściły” inne gwiazdy w gromadzie.

Główny autor artykułu prof. Mark Gieles z Uniwersytetu w Surrey mówi: “o co jest prawdziwie nowatorskie w naszym modelu to fakt, że formowanie supermasywnych gwiazd i gromady kuliste są ze sobą bezpośrednio związane, a ten nowy mechanizm stanowi pierwszy model, który pozwala wytworzenie wystarczającej ilości pierwiastków, aby zanieczyścić całą gromadę, co więcej odtwarza on właściwe obfitości różnych pierwiastków, co od wielu lat stanowiło ogromne wyzwanie”.

Badacze zaproponowali także różne sposoby testowania tego nowego modelu gromad kulistych i formowania supermasywnych gwiazd za pomocą istniejących i budowanych właśnie teleskopów, które są w stanie zajrzeć głęboko w regiony, w których powstawały gromady kuliste na wczesnych etapach historii Wszechświata.

Prof. Henry Lamers, współautor opracowania z Uniwersytetu w Amsterdamie dodaje: “Za nami wiele prób rozwiązania tego problemu, który od dekad przyprawiał astronomów o ból głowy, i wierzę, że jest to jak na razie najbardziej obiecujące wyjaśnienie tej zagadki.”

Źródło: University of Surrey