哈勃揭示了恒星的年龄与其轨道之间的联系

这些图像展示了古老的球状星团47杜卡尼（Tucanae），密集的群簇高达一百万
颗恒星。左图显示了整个星团，全长约120光年。该星团位于南部的图卡纳星座，距离我们约有16,700光年。该图像是数字天空调查（DSS）的一部分，由英国施密特望远镜在澳大利亚新南威尔士州的斯丁德春天天文台拍摄。白色矩形框勾勒出了NASA哈勃太空望远镜所拍摄的景色。该
图像如右图所示，捕获了数千颗星团恒星的特写视图。图像中明亮的大星星是红色巨人。这些恒星膨胀了正常大小的几倍，因为它们耗尽了核燃料，并且快要寿终正寝了。图片是由哈勃望远镜的高级调查相机拍摄的。

天文学家利用哈勃太空望远镜追踪了球状星团47杜卡内的30,000多颗恒星的轨道运动，天文学家发现了恒星的年龄与其轨道之间的联系。

华盛顿—天文学家使用美国宇航局的哈勃太空望远镜确定了一个古老的球状星团中两个不同恒星群的轨道运动，提供了它们在不同时间形成的证据，并罕见地回顾了银河系的早期。

温哥华不列颠哥伦比亚大学的哈维·里希尔（Harvey Richer）领导的研究人员将哈勃望远镜最近的观测结果与望远镜档案库中的八年数据结合起来，确定了球状星团47 Tucanae中的恒星运动，该恒星位于约16,700光年在南部的托卡纳星座。

这项分析使研究人员首次将星团中的恒星运动与恒星的年龄联系起来。47个杜卡尼人中的两个人口的年龄相差不到一亿年。

Richer说：“在分析恒星的运动时，观察的基线时间越长，我们就可以越准确地测量它们的运动。”这些数据是如此之好，我们实际上可以看到星团中恒星的缓慢运动。数据提供了详细的证据，以帮助我们了解在这样的星团中各种恒星种群的形成。

银河系的球状星团是我们银河系中幸存的遗物。他们提供了有关我们银河系早期历史的见识。47 Tucanae已有105亿年的历史，是我们银河系150多个球状星团中最亮的星系之一。该星团的宽度约为120光年。

此图显示了古代球状星团47 Tucanae中两个恒星群的演化。第一个面板显示了一组红色的恒星，一个年龄较大的恒星，其化学元素比氦和氢少。这些恒星以随机的圆形轨道运动。随着这些恒星中最重的恒星死亡，它们将化学增强的物质送回到星团中。这种材料有助于形成另一代恒星，在第二个面板中显示为蓝色恒星。蓝星的化学成分更丰富，并朝着椭圆团的中心移动，朝着星团的中心集中。慢慢地，随着时间的流逝，蓝色恒星一直向外移动，使其处于更多的径向轨道，如第三幅图所示。

先前的光谱研究表明，许多球状星团包含化学成分各异的恒星，表明恒星诞生多发。该哈勃分析支持这些研究，但将恒星的轨道运动添加到分析中。

里希（Richer）和他的团队使用哈勃（Hubble）的“先进调查相机”在2010年观察了星团。他们将这些观测结果与754张档案图像结合起来，以测量30,000多颗恒星的位置变化。利用这些数据，他们可以分辨出恒星运动的速度。研究小组还测量了星星的亮度和温度。

这种恒星考古学确定了两个不同的恒星群体。第一批由较红的恒星组成，这些恒星较旧，化学富集度较低，并且绕随机圆圈运行。第二个种群由更蓝的恒星组成，这些恒星更年轻，化学强度更高，并且在更多的椭圆轨道上运动。

较红的恒星中缺少较重的元素，这反映了形成星团的气体的初始成分。这些恒星中最大的恒星完成恒星演化后，便将富含重元素的气体排回到星团中。该气体与其他气体相撞，形成了第二个化学含量更高的恒星，并朝着团簇中心集中。随着时间的流逝，这些恒星逐渐向外移动，进入更多的椭圆轨道。

这并不是哈勃第一次在球状星团中发现多代恒星。2007年，哈勃研究人员在巨大的球状星团NGC 2808中发现了三代恒星。但是Richer的团队是第一个将恒星动力与不同人群联系起来的团队。

研究小组的结果发表在7月1日的《天体物理学杂志快报》上。

出版物：Harvey B. Richer等人，“ 47个杜鹃花科植物中多个恒星种群的动态特征”，2013年，ApJ，771，L15； doi：10.1088 / 2041-8205 / 771/1 / L15

研究报告的PDF副本：47个杜鹃花属中多个恒星种群的动态签名。

图片：NASA，ESA，数字化天空调查（DSS； STScI / AURA / UKSTU / AAO），H。Richer和J.Heyl（不列颠哥伦比亚大学），以及J. Anderson和J. Kalirai（STScI）； NASA，ESA和A.Feild（STScI）