Továbbra is rejtély, hogyan születtek a gömbhalmazok

A Fornax-törpegalaxisnak ugyanolyan gömbhalmazai vannak, mint a Tejútnak.

A gömbhalmazok rengeteg csillagból álló, gömbszerű csoportosulások, amelyek a galaxisok körül keringenek. Létezésük az asztrofizika egyik nagy, eddig megoldatlan rejtélye. Sokáig úgy tartották, hogy a bennük található csillagok mind együtt születtek, és egy populációt alkotnak. Részletesebb vizsgálatok azonban azóta kiderítették, hogy a Tejútrendszer gömbhalmazai sokkal összetettebbek. Számos gömbhalmaz legalább két csillagpopulációból tevődik össze, de az eddigi rekorder Messier 2 esetében hét különböző állapotot lehetett kimutatni.

A közös jellegzetességük, hogy a két fő populációból az egyik normál csillagokból áll, és a jelenlegi elképzelések szerint először ezek jöttek létre. A maradék második generációs csillagokból áll: ezek kémiai összetétele eltérő, például akár 50-100-szor több nitrogént tartalmaznak, mint az eredeti csillagok. Az öregebb csillagok csillagszele felszaporíthatott egyes kémiai elemeket a gömbhalmazban, amelyek aztán bekerültek a később születő csillagok alapanyagába. Ez a szennyezés csak arra elég, hogy pár százaléknyi új csillagban megjelenjen, ehhez képest viszont rengeteg második generációs csillagot lehet találni a gömbhalmazokban, akár ugyanannyit is, mint első generációsat.

Úgy tűnik, hogy a Tejútrendszer gömbhalmazaiból mára rengeteg első generációs csillag egyszerűen hiányzik. A vezető hipotézis szerint a gömbhalmazok kezdetben jóval nagyobbak voltak, de időközben az öreg csillagok jelentős része kidobódott a halmazokból. A Tejútrendszer esetében könnyű elrejteni ezeket a csillagokat a hatalmas, kiterjedt halo rengeteg egyéb öreg csillaga között. Az elképzelés megerősítéshez tehát más galaxisokat is meg kell vizsgálnunk. Egy törpegalaxis sokkal kevesebb csillagból áll, mint egy normál spirálgalaxis: ha nagy számú csillag hiányzik a gömbhalmazokból, az egyértelmű feldúsulásként jelentkezne bennük.

Ezt a célt tűzte ki Soren Larsen (Radboud University, Nijmegen, Hollandia) és szerzőtársai. A Hubble-űrtávcső segítségével vizsgálták meg az apró, közeli Fornax-törpegalaxis négy ismert gömbhalmazát. A mérések alapján arra jutottak, hogy a halmazok kísértetiesen hasonlítanak a mi saját gömbhalmazainkra. Ugyanúgy két eltérő fémességű populációt különítettek el bennük, és ezek ugyanúgy nagyjából fele-fele arányban alkotják a négy gömbhalmazat, mint a tejútrendszerbeliek esetében.

Csakhogy ez esetben a Fornax gömbhalmazai nem keletkezhettek a fentebb felvázolt hipotézis szerint. A mai arányok eléréséhez kezdetben tízszer ennyi csillagnak kellett léteznie bennük. A kilenctizednyi, mára elveszett csillag azonban egyszerűen nincs sehol: a Fornax-galaxisban legalábbis sehol sem fér el ennyi öreg csillag. A hipotézis tehát nem állja meg a helyét. A kutatóknak pedig tovább kell keresnie a gömbhalmazok kialakulásának helyes, az észlelésekre illeszkedő leírását.

Az eredményeket bemutató szakcikk az Astrophysical Journal folyóiratban fog megjelenni.