哈勃揭示16万光年外,大麦哲伦星云中星团是“动态老化”的

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就像同龄人在外表和形状上会有很大的不同一样,星星或恒星聚集体的集合(星团)也是如此。哈勃太空望远镜的新观测表明,在星团的演化过程中,仅仅按时间顺序排列的年龄并不能说明完整的故事。先前对星团形成和演化的研究表明,这些系统在形成时往往是小型和致密的,然后随着时间推移膨胀成为大小两种规模的星团。在大麦哲伦星云(LMC)星系中,新哈勃观测增加了我们对LMC中星团大小如何随时间变化的理解。

星团是许多(百万为单位)恒星的聚集体,也是活跃的系统,其中恒星之间的相互引力相互作用会随着时间推移改变星团结构(天文学家称之为“动态老化”)。由于这种相互作用,重恒星倾向于逐渐向星团的中心区域下沉,而低质量的恒星则可以逃离系统。

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这导致星团核心在不同的时间尺度上逐渐收缩,这意味着具有相同时间年龄的星团由于其不同的“动态年龄”,在外观和形状上可能会有很大的不同。大麦哲伦星云位于离地球近16万光年的地方,是银河系的一个卫星星系。

大麦哲伦星云拥有覆盖广泛年龄的星团。这与银河系不同,银河系主要包含较老的星团。在大麦哲伦星云中观察到的星团大小随年龄变化的分布非常令人费解,因为年轻的星团都是小型的,而最古老的系统既有小的也有大的。所有的星团,包括那些在大麦哲伦星云中的星团,都被发现拥有一种被称为“蓝离散星”的特殊类型,充满活力的恒星。在某些情况下,恒星会收到额外的燃料,使它们膨胀起来,并大大地使它们变得明亮。

如果一颗恒星从邻居那里拉出物质,或者它们相撞,就会发生这种情况。作为动态老化的结果,较重的恒星随着星团老化而向星团中心下沉,这一过程类似于沉降,称为“中心分离”。蓝离散星是明亮的,这使得它们相对容易观察,并且有很高的质量,这意味着它们受到中心分离的影响,可以用来估计星团的动态年龄。研究团队使用哈勃太空望远镜观察了五个(同时代)不同大小的老大麦哲伦星云星团中的蓝离散星,并成功地按照动态年龄对它们进行了排序。

研究证明了不同的星团结构,是由于不同程度的动态老化造成:尽管它们是在同一宇宙时间诞生,但它们的物理形状不同。这是首次在大麦哲伦星云星团中测量到动态老化的影响。这些发现为进一步的研究提供了有趣领域,因为它们揭示了一种新颖而有价值的方式来观测大麦哲伦星云星团的观察模式,为大麦哲伦星云星系中的星团形成历史提供了新线索,其研究成果发表在《自然天文学》期刊上。

博科园|研究/来自:ESA /哈勃信息中心

参考期刊《自然天文学》

DOI: 10.1038/s41550-019-0865-1

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哈勃揭示16万光年外,大麦哲伦星云中星团是“动态老化”的
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