Где находятся во Вселенной шаровые скопления?

Наблюдения шаровых скоплений - связанных гравитацией сферических групп звезд, вращающихся вокруг галактики, как спутники - имеют решающее значение для изучения галактической и звездной эволюции. Какой тип галактик включает наибольшее количество шаровых скоплений в современной Вселенной? Недавнее исследование отвечает на этот вопрос.

Шаровые скопления есть почти у всех галактик

Шаровые звездные скопления можно найти в ореолах всех галактик со светимостью выше критической (около 107 солнечной) На практике - у всех, кроме самых маленьких карликов. Число шаровых кластеров галактики связано с ее светимостью. У Млечного Пути их 150, немного ярче Туманность Андромеды, возможно, с несколькими сотнями таких скоплений, и очень большая светимость у гигантской эллиптической галактики с каталожным номером M87. Она вероятно, имеет более десяти тысяч светимостей Солнца.

Шаровое скопление 47 Тукана (Very Large Telescope) Фото: ESO

Но галактики распределены по светимости звезд не равномерно; крошечные карликовые галактики чрезвычайно многочисленны во Вселенной, зато гигантские эллиптические встречаются гораздо реже.

Где находится большая часть шаровых кластеров Вселенной - вокруг карликов или же вокруг больших галактик? Ученому канадского Университета Макмастера, Уильяму Харрису (William Harris), сделавшему некоторые расчеты, удалось найти ответ, объединив в своих оценках два компонента:

1. Функцию Шехтера, которая описывает относительное число галактик на единицу светимости. Эта функция понижается около светимости, примерно, характерной нашей Галактике.
2. Эмпирические данные ~ 400 галактик, которые описывают среднее число шаровых скоплений в галактике как функцию светимости.

Харрис делает вывод, что шаровые скопления звезд чаще встречаются у галактик в удивительно узком диапазоне вокруг характерной светимости функции Шехтера. Это означает, что сейчас совокупность галактик, подобных по яркости Млечному Пути или Туманности Андромеды, владеет наибольшим общим количеством таких кластеров во Вселенной.

Доминируют низкометалличные галактики

Исследователь расширяет эти расчеты путем изучения двух субпопуляций шаровых скоплений: синим обозначена бедные металлами, найденные во всех галактиках, а красным - богатые, предпочитающие жить в массивных ярких галактиках.

График относительного числа шаровых скоплений во всех галактиках с данной светимостью Фото: Harris

Поразительно, но Харрис считает, что это предпочтение обеспечивает первым почти 80% всех шаровых скоплений во Вселенной. Они превосходят богатых металлами почти в соотношении 4:1.

Этот результат означает, что самые ранние стадии иерархических слияния галактик - когда наибольшая часть имеющегося газа была с низкой металличностью - обеспечили самые благоприятные условия для формирования плотных массивных звездных скоплений. Эта ранняя среда породила большинство видимых нам сегодня шаровых скоплений.

Источник: William E. Harris