У центрі Чумацького Шляху знайшли зоряну систему, що пережила власне галактичне середовище майже незмінною впродовж 12,5 млрд років. Нові спостереження виявили в ній не дві, а чотири різновікові популяції зір. Це змінює уявлення про те, як формувався балдж нашої Галактики.
Загадкове зоряне скупчення
Terzan 5 розташоване у балджі Чумацького Шляху, за приблизно 19 000 світлових років від Землі в сузір’ї Стрільця. Відтоді як астроном Аґоп Терцан відкрив його 1968 року, об’єкт формально зараховували до кулястих скупчень, проте жодне з відомих скупчень не поводиться так само.
Вперше підозра про неоднорідний склад Terzan 5 з’явилася 2009 року, коли виявили, що об’єкт містить дві популяції світил із різним вмістом заліза. Типові кулясті скупчення формуються за один епізод зореутворення, тому присутність зір різного хімічного складу вже тоді вказувала на значно складнішу природу системи.
Погляд крізь пил
Детальний аналіз виявився надскладним через щільні хмари міжзоряного пилу, що огортають внутрішній балдж Галактики. За допомогою камери ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) телескопа James Webb дослідники побудували найдетальнішу діаграму Герцшпрунга — Рассела системи Terzan 5, яка охоплює зорі щонайменше в 40 разів меншої світимості, ніж ті, що фіксували раніше.
Щоб відокремити зорі, що справді належать Terzan 5, від зір балджу і диска, що потрапляють у поле зору, команда звернулася до архівних даних телескопа Hubble. Порівнюючи знімки з часовим проміжком понад 20 років, вони виміряли власні рухи зір і відсіяли чужорідні об’єкти. Цей підхід відкрив можливість з безпрецедентною чіткістю відтворити ділянку діаграми, за якою визначають вік зоряних популяцій.
Чотири покоління зір
Після порівняння зір з еталонними моделями чітко виділились дві групи віком приблизно 12,5 та 4,7 млрд років. На додаток виявились ознаки ще двох молодших груп світил із приблизним віком 3,8 та 2,5 млрд років, що свідчить про тривалий, багатоепізодний процес зореутворення протягом мільярдів років.
Наявні моделі не можуть пояснити чотири окремі покоління зір. Злиття кулястих скупчень або взаємодія з гігантською молекулярною хмарою дають щонайбільше два епізоди зореутворення. Автори дослідження вважають, що Terzan 5 є залишком масивного первісного згустку газу, що утворився ще під час формування балджу близько 12,5 млрд років тому. Завдяки великій масі він зберіг газ і важкі елементи від вибухів наднових, що живили нові покоління світил впродовж мільярдів років.
Скам’янілий фрагмент балджу
Науковий колектив на чолі з Джорджею Зулло і Франческо Феррaрo з Болонського університету описує Terzan 5 терміном «скам’янілий фрагмент балджу». Хімічний склад усіх популяцій системи точно відповідає зорям галактичного балджу. Орбіта Terzan 5 майже не виходить за межі балджу, що свідчить про його формування на місці, а не про прихід ззовні.
Ще одна система в балджі, яка має назву Liller 1, також традиційно класифікована як кулясте скупчення і має схожу будову з кількома різновіковими популяціями зір. Це означає, що Terzan 5 може бути не унікальним, а одним із небагатьох уцілілих представників первісних структур, що лягли в основу галактичного балджу.
Обидві системи також є рекордсменами за кількістю мілісекундних пульсарів, що природно пояснюється насиченою еволюцією з численними вибухами наднових у глибокій гравітаційній ямі. Результати опубліковані в рецензованому журналі Astronomy & Astrophysics.
За матеріалами aanda.org
