구형 클러스터는 조밀하게 포장되어 있으며, 매우 오래된, 아주 오래된 작은 별의 구형 응집체입니다. 그들은 80 년대에 명성에 도달했습니다. 일부 계정에 따르면, 빅뱅 이후 경과 한 시간보다 나이가 많았 기 때문에 분명히 의심 스러웠습니다. 90 년대에는 거리 측정, 별표, 우주적 측정이 개선되었으며 구형 클러스터의 시대 (지금부터 GC)의 신비가 해결되었습니다. GC에 대한 관심은 끝났습니까? 별말씀을요! 이 물건들은 천문학 자들에게 더 많은 놀라움이있었습니다.
우선, 예상보다 약간 더 많은 철이있는 것 같습니다. 철분은 별에서는 비교적 쉽게 측정 할 수 있으며 일반적으로 무거운 원소의 전체 함량의 좋은 대리로 간주됩니다 (호기심으로 천문학자는 산소 및 고귀한 가스를 포함한 수소 및 헬륨 이외의 모든 요소를 '금속'이라고합니다). 은하수에서 아주 오래된 별의 철 분획 (또는 '금속성')은 엄청나게 낮습니다 (태양의 금속성의 백만 분의 1 미만). GCS의 금속성도 낮지 만 엄청나게는 그렇지 않습니다. 항상 태양의 금속성의 적어도 수천 분의 1입니다. 무언가가 GC의 금속성이 우울하게 낮아지는 것을 방해합니다.
그러나, 세기 초에 큰 놀라움이 나왔고, 새로운 세대의 악기의 출현으로 개별 GC 스타들에 대한 자세한 연구를 허용했습니다. GC에서 별의 색상과 광도를 함께 표시하는 (이것은 소위 Hertzsprung-Russell 다이어그램, 별 천문학의 기본 도구입니다) 연구자들은이 별들이 평행 한 줄로 분포되어 있으며, 다른 가족에 속함을 나타냅니다. GCS에서 다수의 항성 인구 연구의 시대가 시작되었습니다. 무거운 원소들 사이의 소위 반 상관이 발견되었다.
별에 나트륨이 풍부한 경우, 동시에 산소가 불가피하게 열악했습니다 (그리고 그 반대로). 마그네슘과 알루미늄에 대해서도 마찬가지입니다. 이러한 반 상관 관계는 GC의 전형적이며 비슷한 연령과 질량의 별에서는 관찰되지 않습니다. 수년간의 조사 끝에 천문학 자들은 결론에 도달했습니다. 일부 자체 풍부 과정은 GC 내부에서 진행되고있었습니다. 일부 원시 별 그룹의 별 그룹은 진화하고 있었고, 진화하는 동안 나이가 많거나 죽어가는 별은 가스를 배출했습니다.
.배출 된 가스는 새로운 별을 형성하기위한 원료였다. 따라서 자기 풍부는 농축 과정이 GC 내에서 발생하며 외부 영향이 필요하지 않음을 의미합니다. 정확히 어떤 종류의 별이 있었는지에 대한 배출은 여전히 뜨겁고 논쟁의 여지가 있습니다. 산소 나 마그네슘이 아닌 한 일부 요소 (주목할만한 철)이 거의 모든 GC에서 다른 별들 사이에서 현저한 균일 성을 보였기 때문에 문제는 복잡했다. 이 사실은 즉시 자기 풍성한 공급원을 배제했습니다. 거대한 별의 진화의 마지막 단계는 거대한 폭발, 초신성 (초신성은 많은 철을 생산)입니다.
일부 시나리오가 제안되었지만 대량 예산 문제라고 불리는 일반적인 문제가있는 것 같습니다. 우리는 1 세대 별의 GCS 징후에서 볼 수 있습니다. 그러나 그들은 관찰 된 GC 스타의 대부분이 아닙니다. 자조가 많은 별은 적어도 자존심이없는 별만큼 많습니다. 모든 제안 된 모델에서 항성 배출은 전체 항성 질량의 작은 부분만을 나타 내기 때문에 이것은 이상했다. GC의 이상한 조사를 마치기 위해 요즘 GC와 비슷한 질량을 가진 젊은 대규모 대규모 항성 클러스터를 볼 수 있지만 속성을 공유하지 않는 것 같습니다. 이 분야의 주요 인물 중 하나 (Alvio Renzini)는 다음과 같이 썼습니다.
는 구형 클러스터 형성의 4 단계를 제안했다.
프라하의 우리 그룹은 이러한 수수께끼의 사실에 대해 생각하기 시작했고 4 단계로 만든 가능한 시나리오를 나왔습니다. 우리는 초기 우주의 특별 조건을 알 비오 렌지니 (Alvio Renzini)의 특별한 조건을 확인하려고 노력했으며, 현재 하늘은 매우 특별한 별들로 가득 차 있었고, 일반적으로 인구 III (POPIII) 별이라고 불렀다는 것을 깨달았습니다. 우선, Popiiis는 거의 완전히 금속이 없습니다. 빅뱅은 수소, 헬륨 및 최소한 양의 광 원소 만 합성하기 때문에 피할 수 없습니다. 모든 무거운 원소는 나중에 별에 의해 합성됩니다. 금속은 우리가 현재 우주에서 관찰 할 때 별 형성 과정에서 중요한 역할을합니다. 일부 금속은 별이 형성되는 가스를 냉각시키는 데 매우 효율적입니다. 이 냉각 과정은 별 형성을 용이하게합니다. Popiii 별이 형성된 가스는 쉽게 식지 않았다. 결과적으로, 적어도 이들 별의 일부에 대해, 별 형성 과정이 시작되기 전에 많은 가스가 축적되어야했다. 이 별들은 크게 자랐고 (많은 수십, 어떤 경우에는 태양의 질량의 백 배)가 엄청난 폭발로 짧은 삶을 끝냈습니다. 초기 우주에서 이러한 재앙은 제안 된 시나리오의 첫 번째 단계를 나타냅니다.
핵 폭발의 여파와 마찬가지로, 거대한 폭발파가 재난 지역에서 멀어지면서 모든 것을 휩쓸 었습니다. 이 충격파 뒤에서 수집 된 거대한 비교적 얇은 가스 (Popiii 폭발의 재). 이 가스는 중력으로 불안정하다는 것이 밝혀졌습니다. 분포의 작은 불규칙성 (그러한 혼란 후에 피할 수없는 불가능)은 작은 덩어리로 조각화 될 때까지 주변 재료를 중력으로 끌어 들여 더 크게 자랐습니다. 대부분은 별을 형성했습니다 (우리의 제안 된 시나리오의 두 번째 단계). 오늘날 GCS의 최초의 훌륭한 인구는 우리의 이야기가 궤도에 올라간다면이 별들로 만들어졌습니다.
이 확장 된 가스 껍질 (미국 슈퍼 쉘 스타 또는 SSSS가 짧은 SSS에 의해 더빙)에 형성된이 별들은 흥미로운 특성을 가지고 있습니다. 그것들은 부분적으로 Popiii 폭발의 재에서 형성 되며이 재는 많은 철을 포함합니다. 그렇기 때문에 GC의 별들은 비슷한 연령대를 가진 다른 별들처럼 철분이 부족하지 않습니다. 시간이 지남에 따라 SSSS는 진화했고 다른 별처럼 소위 항풍 (3 단계)을 통해 일부 재료를 성간 매체로 풀기 시작했습니다. 특히, SSSS들 사이의 거대한 별들은 상대적으로 짧은 시간에 풍부한 양의 가스를 배출했습니다.
이 배출은 어떤 방향 으로든 확장되었습니다. 이 배출의 일부는 껍질의 중심을 향해 안쪽으로 전파되었으며, 여기서 popiii 폭발이 일어났다. 이것은 우리가 제안 된 시나리오의 흥미로운 부분입니다.이 배출은 대적적으로 비교적 얇은 껍질을 만들어서 Popiii 폭발에 의해 생성 된 쉘과 다소 유사하지만 반대 방향으로 전파되기 때문입니다. 세심한 독자는 반드시 그 후에 일어난 일을 이미 이해해 왔습니다.이 내부 추적 껍질은 또한 중력으로 불안정하고 조각화되어 새로운 별 (네 번째 및 마지막 단계)을 형성합니다. 이것들은 오늘날 GCS에서 관찰하는 진화하고 자기 풍부한 별입니다. 또한, SSSS는 POPIII- 구동 가스 쉘의 속도를 상대적으로 크게 물려 받았다. 이것은 그들이 popiii 폭발이 일어난 위치에서 물러 났음을 의미합니다. 그들의 확장은 그들의 상호 중력 매력에 의해 느려졌지만, 그들 중 상당 부분이 초기 GC의 다른 별들로부터 너무 멀리 떨어져서 다시 포착 될 수있다.
.그러므로 여기에는 이전에 소개 된 질량 예산 문제에 대한 우리의 설명이 있습니다. 초기 GC의 첫 번째 별 집단은 큽니다. 요즘 우리가 보는 것보다 훨씬 큽니다. 그러나이 별들의 상당 부분은 길을 잃었습니다. 길을 잃기 전에이 별들은 별의 바람을 통해 가스를 배출했습니다. 이 배치의 많은 부분이 안쪽으로 전파되고 조각화되어 새로운 별을 만들었습니다. 또한, 자기 풍부를 담당하는 대부분의 별들은 GC를 탈출하여 별의 바람을 통해 배출 된 많은 양의 가스 뒤에 남겨졌습니다. 그렇기 때문에 GCS에는 같은 양의 원시와 오염 된 별이 있습니다.
이야기의 끝? 실제로는 아닙니다 :우리는 주로 SSS의 배출로 만든 가스 껍질을 남겼으며 내면을 전파하고 새롭고 오염 된 별을 형성했습니다. 이 별들이 진화하면 어떻게됩니까? 그들의 배제는 새로운 껍질을 형성 할 수 있는데, 이는 별의 집단을 조각하고 형성 할 것인가? 원칙적으로, 그렇습니다.주기는 다시 시작될 수 있으며, 우리는 젊은 GC에서 2 개 이상의 항성 인구의 형성을 목격 할 수 있습니다. 실제로, 일부 GCS의 Hertzsprung-Russell 다이어그램은 두 개 이상의 인구가 있음을 나타냅니다 (아마도 최대 7 명까지!)
최근에 발표 된 논문은 우리가 제안한대로 GC가 실제로 형성되었음을 보여 주나요? 설마; 우리가 최근 출판물에서 보여준 것은 시나리오의 레이아웃 일 뿐이며,이 메커니즘이 실제로 작동 할 수 있음을 보여주는 단순화 된 시뮬레이션입니다. 논문에서, 우리는 어려움을 숨기지 않았고 질문을 열지 않았습니다. 예를 들어, 우리는 현재 하늘에서 볼 수있는 매우 '헤비급'GC를 재현 할 수는 없지만 중간/중간 정도만 재현 할 수 없습니다. 우리는 열린 질문과 해결되지 않은 문제가 과학의 소금이라고 생각합니다. 다른 연구자들이 발전하여 제안 된 메커니즘을 개선하거나 철저하게 거부 할 수 있기 때문에 과학의 진보가 될 수 있습니다 (가능성의 범위를 제한 할 것입니다).
.현재, 우리는 독자에게 GC가 복잡한 대상이며, 매우 흥미로운 역사를 가지고 있으며, 여전히 많은 놀라움을 가지고 있습니다.
.이러한 결과는 Astrophysics and Space Science 저널에 출판 된 Alpapsing Supershell의 Globular Cluster Formation이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작품은 체코 과학 아카데미의 천문학 연구소의 Simone Recchi가 주도했습니다.
