Шаровые скопления (ШС) представляют собой сферические группы звезд, удерживаемые вместе взаимной гравитацией. В крупных звездах могут быть миллионы звезд, а звезды, как правило, старше и имеют меньшую металличность. Млечный Путь содержит более 200 шаровиков, возможно, даже больше, и большинство из них находится в гало галактики, на внешних границах галактики.
Но не все они находятся в ореоле, и астрономы стремятся найти те, которые находятся ближе всего к галактическому центру. Теперь исследователи обнаружили одно ШС, приближающееся к центру Млечного Пути.
Астрономы используют шаровые скопления как способ исследовать махинации Млечного Пути. ШС живут долго, но в таких неспокойных регионах, как галактический центр, их долгосрочное выживание находится под угрозой. Динамическое трение может разрушить гравитационные связи, которые удерживают вместе шаровые скопления. Продолжаются попытки найти ШС вблизи центра, чтобы узнать больше о ШС и о галактическом центре.
Обзор VVV (VISTA Variables in the Via Láctea) — это попытка Европейской южной обсерватории найти звездные скопления в выпуклости Млечного Пути. В статье 2020 года исследователи, работающие с данными VVV, обнаружили ближайший к центру Млечного Пути ШС: VVV CL002. В новой статье с участием тех же исследователей астрономы обнаружили, что VVV CL002 движется к центру Млечного Пути.
Статья называется «Шаровое скопление VVV CL002, падающее на опасный центр Галактики». Ведущий автор — Данте Миннити из Католического университета Андреса Белло в Сантьяго, Чили. Статья будет опубликована в журнале Astronomy and Astrophysicals.
Мощные приливные силы доминируют в центре Млечного Пути. Астрономы полагают, что шаровики, которые подходят слишком близко к центру, разрываются на части, а их звезды рассеиваются среди общей популяции переполненных звезд. Но астрономы изо всех сил пытаются придумать реалистичную модель, объясняющую это. Обнаружив уцелевшие ШС в центре галактики, исследователи надеются лучше понять регион и ШС.
VVV CL002 — ближайший к центру GC. Это всего лишь 0,4 кпк (1300 световых лет) от нас. Но он движется к центру очень быстро, примерно со скоростью 400 км/с.?1.
VVV CL002 имеет эксцентричную орбиту, которая находится на расстоянии от 619 до 3400 световых лет от центра. Его орбита ближе к центру, чем у любого другого известного ШС. По мере своего вращения он приближается к центру галактики. Это также встречное вращение. Все это подсказки к его происхождению и судьбе.
Его орбита, местоположение и движение означают, что VVV CL002 не мог образоваться где-то рядом с тем местом, где он находится сегодня. «Ожидается, что ни одно шаровое скопление не выживет в течение своего существования (>10 млрд лет) в такой близости к галактическому центру», — объясняют авторы.
Но в этом исследовании есть нечто большее, чем просто местоположение, движение и скорость. Сами по себе они не дают астрономам полной картины происхождения ШС, а это, несомненно, важный вопрос. Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи обратились к металличности.
Металличность звезды относится к обилию элементов тяжелее водорода и гелия в звезде или группе звезд. Более старые звезды обычно имеют более низкую металличность, тогда как звезды, образовавшиеся недавно, обычно имеют более высокую металличность. Исследователи смогли измерить металличность, сосредоточившись на целевых звездах в шаровом скоплении.
Астрономы часто сравнивают содержание железа в звезде с содержанием водорода, чтобы выразить ее металличность. Значение FE/H, равное 0, — это то, что имеет наше Солнце. Если значение ниже этого значения (отрицательное), это означает, что объект имеет меньшую металличность, чем Солнце. Если значение выше 0, металличность объекта выше, чем у Солнца. Исследователи обнаружили, что звезды VVV CL002 имеют среднюю металличность -0,54, что означает низкую металличность. Это сигнал о том, что звезды стары.
Что все это значит?
«Это подтверждает, что VVV CL002 — это старое шаровое скопление, образовавшееся вместе с другими скоплениями и звездами поля, присутствующими сегодня в галактической балдже, а не более молодое рассеянное скопление или остатки (уже разрушенной) карликовой галактики», — пишут авторы. Таким образом, VVV CL002 не сформировался там, где он есть сегодня. Измерения металличности соответствуют звездам, которые образовались на расстоянии от 3 до 6 кпк (~ 10 000–20 000 световых лет) от галактического центра.
«Это подводит нас к сценарию, в котором VVV CL002 образовался на относительно большом р рождения и в последнее время начал падать к центру», — пишут исследователи в заключении.
Для VVV CL002 будущее неизменно. Он движется прямо к центру галактики, и ничто не может его остановить. А центр галактики – не гостеприимное место. Среди других опасностей здесь находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, и все в ее окрестностях танцует под ее гравитационную мелодию.
Будучи ближайшим к галактическому центру ШС, VVV CL002 может многому научить астрономов. «Этот кластер проливает свет
об интригующих механизмах выживания и миграции шаровых скоплений, тогда как многие менее изученные шаровые скопления и кандидаты находятся в пределах пары килопарсеков от центра», — объясняют авторы.
Чтобы разобраться в некоторых из этих уроков, необходимы последующие исследования. Но их может быть сложно приобрести в густонаселенном районе галактического центра. «Спрос на спектроскопию высокого разрешения в ближнем инфракрасном диапазоне таких скоплений высок, что было затруднено из-за сильного межзвездного вымирания», — объясняют Минитти и его коллеги.
Откуда бы он ни взялся и как именно образовался, ВВВ CL002 движется к уничтожению.
«Вероятно, он обречен продолжать спиральное движение во внутренние парсеки и быть уничтоженным в не столь отдаленном будущем», — пишут исследователи.
