Lodveida zvaigžņu kopas — definīcija, īpašības un izplatība

Uzzini, kas ir lodveida zvaigžņu kopas — definīcija, īpašības, vecums un izplatība Piena Ceļā un citās galaktikās. Detalizēts pārskats ar piemēriem.

Lodveida kopa ir vecuma un ķīmiskā sastāva ziņā relatīvi vienveidīga zvaigžņu grupa, kas bieži riņķo ap galaktikas centrālo daļu vai sastopama tās halo zonā. Gravitācija notur kopu saistītu un piešķir tai aptuveni sfērisku formu. Kopas centrā koncentrējas daudz zvaigžņu salīdzinoši nelielā apjomā, un tās iekšējā dinamika (starp citu, zvaigžņu mijiedarbību un zvaigžņu nomaiņu procesi) laika gaitā maina kopas struktūru.

Īpašības

Lodveida kopas parasti ir ļoti vecas — bieži 10–13 miljardu gadu vecumā — un satur plašu spektru zvaigžņu posmu, kas redzams krāsas–magnitūdas diagrammās (CMD). Tām raksturīgas šādas īpašības:

• Masas un izmēri: kopu masas parasti svārstās no aptuveni 10^4 līdz 10^6 Saules masu; efektīvie rādiusi (puse no kopējā spožuma rādiusa) parasti ir daži parseki.
• Starp zvaigžņu īpašībām: bieži sastopami horizontālās zvaigžņu joslas un RR Lyrae tipa mainīgās zvaigznes; redzami arī "blue stragglers" — zvaigznes, kas izskatās jaunākas par kopas galveno populāciju.
• Ķīmiskais sastāvs: daudzām lodveida kopām ir zems metāla saturs ([Fe/H] < 0), kas liecina par to radušos agrīnā Visuma stadijā.
• Dinamika: kopas iekšējā relaksācijas laika mērogi, kodola sablīvēšanās (core collapse) un zvaigžņu izmešana (evaporācija) ietekmē to ilglaicīgo attīstību.

Izplatība galaktikās

Apaļveida kopas sastopamas galaktikas oreolā un tās diskā. Tās, kas atrodas halo zonā, parasti satur vairāk zvaigžņu un ir vecākas par mazāk blīvajām, atklātajām kopām diskā. Lodveida kopas ir samērā izplatītas: Piena Ceļā ir aptuveni 150 līdz 158 zināmas lodveida kopas. Lielākās blīvākas galaktikās šo kopu skaits var būt ievērojami lielāks — piemēram, Andromedā to skaits var sasniegt pat apmēram 500.

Dažās milzu eliptiskajās galaktikās, īpaši tajās, kas atrodas galaktiku kopu centros, piemēram, M87, var būt tūkstošiem — vai pat desmitiem tūkstošu — lodveida kopu; dažās novērojumu analīzēs šīm galaktikām ir aprēķināts ap 13 000 lodveida kopu. Šīs kopas riņķo ap galaktiku milzīgos attālumos — 40 kiloparsekos (aptuveni 131 000 gaismas gadu) vai vairāk — un tās kalpo kā jutīgi traceri galaktikas masu sadalījumam un apvalkam.

Veidošanās un evolūcija

Lodveida kopu izcelsme vēl nav pilnīgi skaidra, taču pētījumi liecina par vairākiem iespējamajiem scenārijiem:

• daļa kopu var būt radušās in situ — nozīmīgā agrīnā zvaigžņu veidošanās fazē galaktikas centrālajās daļās;
• daļa nogādātas akrecijas ceļā, kad galaktika apēd mazākas pavadošās galaktikas (satellītus), kuras savulaik saturēja savas lodveida kopas;
• dažās īpatnībās (piemēram, Omega Centauri galaktikā Piena Ceļa halo) tiek uzskatīts, ka daļa ļoti masīvu lodveida kopu pat var būt pārveidotas vai atlikušas parasti atzītas par pārpalikušām pundura galaktiku kodoliem.

Loma galaktikas evolūcijā un pētījumos

Kopas ir svarīgas kā "fosilijas" — tās sniedz informāciju par agrīnajiem zvaigžņu veidošanās periodiem, galaktiku akrecijas vēsturi un halo dinamiku. Piemēram, šķiet, ka Strēlnieka punduris un Lielā Kanisa punduris ir procesā, kad Piena ceļam tiek nodotas ar tām saistītās lodveida kopas (piemēram, Palomara 12). Tas parāda, cik lielā mērā daļa no galaktikas lodveida kopu apjoma var būt iegūtas pagātnē no apvienošanās un sadursmju procesiem.

Novērošanas pazīmes

Astronomi identificē un pētī lodveida kopas daudzos viļņu garumos — optiskajā, infrasarkanajā un radio/RT. Raksturīgas pazīmes ir blīva galaktikas zvaigžņu koncentrācija ar skaidru krāsas–magnitūdas diagrammas struktūru, horizontālās zvaigznes josla un RR Lyrae mainīgās. Kopu starpā pastāv plašas variācijas metālitātē, vecumā un blīvumā, kas sniedz papildu informāciju par to rašanās apstākļiem un tām sekojošo evolūciju.

Kopumā lodveida zvaigžņu kopas ir būtisks instruments, lai izprastu gan atsevišķu galaktiku agrīno vēsturi, gan lielāku struktūru — piemēram, galaktiku grupu un kopu — dinamiku un attīstību.

Turpmākajos pētījumos tiek izmantotas precīzas fotometrijas, spektrālās analīzes un dinamiskie modeļi, lai sīkāk atšķirtu in situ veidojušās kopas no tām, kas iegūtas akrecijas ceļā, un lai precizētu kopu lomu galaktikas masas un tumšās matērijas izpētē.

Praktiskam piemēram redzamas arī cilvēkam pieejamās, labi zināmās lodveida kopas kā M13 vai Omega Centauri — tās kalpo par mācību objektiem un observāciju mērķiem amatieru un profesionālo astronomu vidū.

Jautājumu vai vēlmes par konkrētu lodveida kopu raksturojumu — ja vēlaties, varu pievienot informāciju par noteiktu kopu fiziskajiem parametriem, novērojumu vēsturi un nozīmīgākajiem atklājumiem.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir lodveida kopa?

J: Kas satur kopā lodveida kopas?

J: Kāpēc lodveida kopām ir sfēriska forma?

J: Kur galaktikā atrodas lodveida kopas?

Jautājums: Cik daudz zināmo lodveida kopu ir Piena Ceļā?

Vai visām lielajām galaktikām ir lodveida kopu sistēma?

J: Kāda ir Strēlnieka pundurgalvas un Lielā Kanisa pundurgalvas saistība ar Piena Ceļa lodveida kopām?

Meklēt pēc burta