В шаровом скоплении Гран 5 находятся две звездные популяции, показало исследование

С помощью телескопа Gemini-South астрономы провели спектроскопию звезд в ближней инфракрасной области с высоким разрешением в галактическом шаровом скоплении, известном как Gran 5. Они обнаружили, что в этом скоплении обитают две звездные популяции с разной металличностью. Об этом сообщается в работе, опубликованной 28 октября на сервере препринтов arXiv.

Шаровые скопления (Globular clusters, GC) — это скопления тесно связанных звезд, вращающихся вокруг галактик. Астрономы воспринимают их как естественные лаборатории, позволяющие изучать эволюцию звезд и галактик. В частности, шаровые скопления могут помочь исследователям лучше понять историю формирования и эволюцию галактик раннего типа, поскольку возникновение GC, по-видимому, тесно связано с периодами интенсивного звездообразования.

Gran 5 — недавно открытое маломассивное ГК, расположенное на расстоянии около 14 600 световых лет, совсем недалеко от галактического центра. Скопление имеет массу около 22 900 масс Солнца и, как предполагается, является аккрецированным объектом, связанным с кинематической структурой Gaia-Enceladus-Sausage в гало Млечного Пути.

Стремясь пролить свет на звездное население Gran 5 и раскрыть их детальные химические свойства, группа астрономов под руководством Донгвука Лима из Университета Йонсей в Сеуле (Южная Корея) исследовала семь звезд этого скопления с помощью инфракрасного спектрометра с иммерсионной решеткой (IGRINS).

«Мы провели спектроскопию с высоким разрешением в ближней инфракрасной области семи звезд в поле Gran 5 с помощью IGRINS на телескопе Gemini-South», — пишут исследователи в своей работе.

На основе спектроскопии семи звезд команда Лима определила шесть звезд как членов скопления, а одну звезду исключила из-за ее значительно отличающейся радиальной скорости. Эти шесть звезд имеют гелиоцентрическую лучевую скорость около -60 км/с и низкую металличность на уровне -0,65 dex, что подтверждает, что Gran 5 действительно является шаровым скоплением.

Однако исследование показало, что эти звезды можно разделить на две группы с разной металличностью, со средними значениями -0,76 dex и -0,55 dex для каждой группы. Учитывая, что эти две группы не демонстрируют никакой тенденции к гелиоцентрическим радиальным скоростям или атмосферным параметрам, астрономы предполагают, что Gran 5 состоит из двух звездных популяций с разной металличностью.

Авторы статьи отмечают, что их исследование является первым обнаружением двух звездных популяций с разной металличностью в маломассивном шаровом скоплении. Они добавляют, что полученные хемодинамические свойства Gran 5 позволяют предположить, что она не связана со структурой Gaia-Enceladus-Sausage, а принадлежит к галактической выпуклости или диску.

Суммируя полученные результаты, исследователи делают вывод, что наблюдаемая вариация металличности Грана 5 могла возникнуть в результате различных процессов или что она могла потерять значительное количество массы в ходе своей эволюции.

Данные, полученные в ходе исследования Gran 5, могут значительно изменить представления астрономов о формировании маломассивных шаровых скоплений и их химической эволюции. Установление наличия двух звездных популяций с различной металличностью указывает на сложные процессы, происходившие в ранней галактической истории, включая аккрецию и звездообразование. Такой расклад может свидетельствовать о том, что шаровые скопления не всегда формируются в однородных условиях, что открывает новые горизонты для дальнейших исследований.

Кроме того, результаты работы поднимают вопросы о взаимодействии Gran 5 с другими галактическими структурами и событиями. Если исследование подтвердит, что это скопление не является частью Gaia-Enceladus-Sausage, то потребуется пересмотреть роль маломассивных шаровых скоплений в динамике и эволюции Млечного Пути. Важно выяснить, каким образом разные звездообразующие процессы могли влиять на химический состав и динамику звездных популяций.

Таким образом, будущее исследования Gran 5 и подобных объектов предоставляет уникальную возможность для астрономов глубже понять механизмы формирования галактик и их динамику. Следующие шаги будут включать более широкие спектроскопические исследования, что позволит собрать информацию о других звездах и в конечном итоге предложить более полную картину эволюции данного галактического скопления.