Τα σφαιρικά σμήνη ίσως είναι ανώριμα

NGC 6121
Σφαιρικό σμήνος στον αστερισμό του Σκορπιού
Απόσταση : 7.200 έτη φωτός

Σύμφωνα με μια νέα μελέτη που έγινε με δεδομένα του Παρατηρητηρίου Προηγμένης Διάταξης Ακτίνων Χ Chandra της NASA, τα σφαιρικά σμήνη, μερικά από τα γηραιότερα αντικείμενα του σύμπαντος, ίσως έχουν ακόμα πολύ δρόμο μπροστά τους μέχρι να ωριμάσουν.

Τα σφαιρικά σμήνη είναι πυκνές ομάδες εκατομμυρίων αστεριών ηλικίας 9 - 13 δισεκατομμυρίων ετών, που έχουν βρεθεί να περιστρέφονται σ' όλους τους γαλαξίες. Δεδομένου ότι το σύμπαν είναι περίπου 13.7 δισεκατομμυρίων ετών, τ' αστέρια που περιέχουν αυτά τα σμήνη είναι από τα πρώτα που σχηματίστηκαν στους γαλαξίες κι έτσι η κατανόηση της εξέλιξής τους είναι κρίσιμη για την κατανόηση της εξέλιξης των γαλαξιών.

Η εξέλιξη των σφαιρικών σμηνών

Ο John Fregeau του Πανεπιστημίου Northwestern ο οποίος έκανε τη μελέτη, λέει σχετικά : " Για πολλά χρόνια, τα σφαιρικά σμήνη αποτελούσαν για μας τα εκπληκτικά φυσικά εργαστήρια μελέτης της εξέλιξης και της αλληλεπίδρασης των αστεριών. Είναι λοιπόν συναρπαστικό ν' ανακαλύψουμε κάτι καινούργιο ή θεμελιώδες για τον τρόπο με τον οποίο εξελίσσονται.

Η συμβατική μας γνώση για την εξέλιξη και την ανάπτυξη της δομής των σφαιρικών σμηνών είναι ότι περνούν από τρεις φάσεις οι οποίες αντιστοιχούν στην εφηβεία, την μέση και τρίτη ηλικία. Οι " ηλικίες " αυτές αφορούν την εξελικτική κατάσταση του σμήνους, όχι τις φυσικές ηλικίες των αστεριών που το συνιστούν. "

.

Η εξέλιξη ενός σφαιρικού σμήνους

Εδώ βλέπουμε μια καλλιτεχνική απεικόνιση όπου εξηγείται η εξέλιξη ενός σφαιρικού σμήνους. Το πρώτο γραφικό βλέπουμε τον σχηματισμό του, όπου τα μονά αστέρια έχουν κόκκινο χρώμα και τα διπλά γαλάζιο. Στα επόμενα τρία, βλέπουμε ότι το σφαιρικό σμήνος περνά στις κύριες φάσης της εξέλιξής του : την εφηβεία, την μέση και την τρίτη ηλικία.
Κατά τη φάση της εφηβείας, τ΄αστέρια που βρίσκονται κοντά στον πυρήνα του σμήνους καταρρέουν προς αυτόν ή, τεχνικά μιλώντας, έχουμε το φαινόμενο της " συρρίκνωσης του πυρήνα." Η φάση της μέσης ηλικίας, ( " καύση των δυαδικών " ) αναφέρεται στην περίοδο όπου η αλληλεπίδραση των διπλών αστεριών κοντά στο κέντρο του σμήνους εμποδίζει την περαιτέρω κατάρεευση του πυρήνα.

Η αλληλεπίδραση αυτή φαίνεται στο σχήμα με τ' αστέρια που έχουν πράσινο χρώμα. Τελικά, η φάση της τρίτης ηλικίας αρχίζει όταν και το τελευταίο δυαδικό σύστημα έχει απομακρυνθεί από το κέντρο, το οποίο στη συνέχεια καταρρέει εσωτερικά ( κατάρρευση του πυρήνα ). Στο τελευταίο γραφικό φαίνεται η μακρά περίοδος της τρίτης ηλικίας, όπου η κεντρική περιοχή του σμήνους διαστέλλεται και συστέλλεται ( θερμοβαρυτικές διακυμάνσεις ) μετά τον σχηματισμό νέων δυαδικών συστημάτων αστεριών.

Τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τις νέες παρατηρήσεις του Chandra είναι ότι τα περισσότερα σφαιρικά σμήνη βρίσκονται στη φάση της εφηβείας και μερικά απ' αυτά στην μέση ηλικία, ενώ πριν πιστευόταν ότι βρισκόταν στην μέση και τρίτη ηλικία αντίστοιχα.

.

NGC 6397
Σφαιρικό σμήνος
Απόσταση : 8.200 έτη φωτός

Η αστρική πυκνότητα του σμήνους είναι περίπου ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από κείνη στην αστρική γειτονιά του Ήλιου.

Όταν τα μονά και τα διπλά αστέρια αλληλεπιδρούν στα συνωστισμένα κέντρα των σφαιρικών σμηνών, μπορούν να δημιουργηθούν δυαδικά συστήματα αστεριών εκπέμποντας ακτίνες Χ. Αναμένεται ότι τα νέα δυαδικά αυτά αστέρια, δημιουργούνται περίπου στη μέση της ζωής του σμήνους και χάνονται προς το τέλος της εξέλιξής του. Έτσι, ο σχετικός αριθμός των πηγών ακτίνων Χ, δίνει στοιχεία για το στάδιο της εξέλιξης του σμήνους.
Στη νέα μελέτη του Fregeau που αφορά 13 σφαιρικα σμήνη στον Γαλαξία μας, 3 από αυτά εμφανίζονται να έχουν ένα ασυνήθιστα μεγάλο αριθμό πηγών εκπομπής ακτίνων Χ ή δυαδικών νέων αστεριών, υποδεικνύοντας ότι τα σμήνη βρίσκονται στην μέση ηλικία. Πριν από την μελέτη αυτή και λόγω της υψηλής συγκέντρωσης αστεριών στους πυρήνες τους, τα συγκεκριμένα σμήνη είχαν ταξινομηθεί στην τρίτη ηλικία.
Πηγές στοιχείων : Chandra x- ray και οι ιστοσελίδες που ήδη αναφέρθηκαν.