В новом исследовании используются точные измерения химических элементов для изучения истории формирования одного из старейших шаровых скоплений в Млечном пути.
Ранние теории предполагали, что все звезды в шаровом скоплении образуются одновременно из одного и того же материала, в результате чего образуется единая звездная популяция, химически идентичная. Однако более поздние работы показали, что некоторые звезды в шаровых скоплениях проявляют признаки химической эволюции, намекая на то, что они образовались из газа, обогащенного предыдущими поколениями звезд.
Чтобы узнать больше, нам нужно измерить химическое содержание сотен звезд скопления. Выполнение этой химической маркировки является сложной задачей — обнаружение незначительных улучшений в содержании элементов требует точных измерений, а обычные методы имеют серьезные недостатки. Спектроскопия является мощным инструментом для определения химического состава, но спектры звезд, столь плотно упакованных, часто загрязнены. Широкополосная фотометрия, с другой стороны, не страдает от загрязнения, но недостаточно чувствительна.
Чжэ Ву Ли (Университет Седжон, Южная Корея) подошел к этой проблеме, разработав новую фотометрическую систему для измерения химического содержания в близко расположенных звездах. Система узкополосных фильтров Ли предназначена для захвата полос поглощения молекул CN, CH и NH, которые важны для определения содержания углерода и азота.
Ли применил эту фотометрическую систему к 842 звездам в Мессье 5, шаровом скоплении в Млечном пути, возраст которого оценивается более чем в 12 миллиардов лет. Предыдущие исследования этого скопления показали, что в нем обитают две популяции звезд, одна из которых обогащена азотом.
Применение новой фотометрической системы показало, что Мессье 5 состоит не из двух, а из трех звездных популяций. Более точная фотометрия показала, что популяция с повышенным содержанием азота на самом деле представляет собой две отдельные популяции, которые различаются как уровнем истощения углерода, так и их распределением внутри кластера. Что означает наличие множества звездных популяций для формирования Мессье 5?
Этот результат говорит о том, что звезды в Мессье 5 сформировались в несколько этапов, а не все сразу. Автор предполагает, что популяция с нормальным содержанием азота, вероятно, состоит из звезд шарового скопления первого поколения, в то время как популяции с повышенным содержанием азота сформировались позже.
В частности, Ли утверждает, что сосредоточенная в центре популяция звезды, вероятно, сформировались в плотных внутренних областях скопления после того, как первоначальные звезды с наибольшей массой взорвались в виде сверхновых, в то время как более равномерно распределенная популяция сформировалась несколько позже из газа, содержащего меньшее количество переработанного материала сверхновой. Эта гипотеза объясняет распределение двух популяций, а также их химическое содержание.
