Ця куля зірок під назвою Terzan 5 може бути одним із первісних будівельних блоків Чумацького Шляху

Велика, яскрава куля зірок під назвою Terzan 5 може бути скупченням центрального виступу нашої галактики, яке не було розгладжене в загальному змішуванні, а натомість вижило як фосильний релікт, що залишився з моменту народження галактики Чумацький Шлях.

"Terzan 5 може надати прямі докази, які можуть допомогти пояснити, як формувалися виступи в галактиках по всьому всесвіту," сказала Барбара Ланцоні з Університету Болоньї в заяві. Ланцоні є членом команди астрономів, очолюваної колегами з Болоньї Джоргією Цулло та Франческо Ферраро, які досліджували Terzan 5 за допомогою Космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST).

Terzan 5 є глобулярним скупченням — величезною сферою зірок з загальною масою в два мільйони разів більшою, ніж маса нашого Сонця, і загальною світністю в 800,000 разів більшою. Проблема в тому, що Terzan 5 знаходиться приблизно за 18,800 світлових років у виступі галактики Чумацький Шлях. Це означає, що щільні смуги галактичного пилу блокують наш погляд, значно затемнюючи видиму яскравість Terzan 5. Ось чому його не відкрили до 1968 року турецько-франко-вірменський астроном Агоп Терзан.

Глобулярні скупчення, як правило, є давніми. Вони також, як правило, формували всі свої зірки в один величезний спалах. Таким чином, всі їхні зірки повинні бути одного віку, від 12 до 13 мільярдів років. Проте деякі вибрані глобулярні скупчення показують ознаки наявності більше ніж одного покоління зірок. До них належать Омега Центавра, NGC 2808 та NGC 1783 в галактиці Чумацький Шлях, а також NGC 411 в Малому Магеллановому Хмарі та NGC 1696 у Великому Магеллановому Хмарі. Було висунуто кілька пояснень, включаючи можливість того, що вони є залишками ядер карликових галактик, які були позбавлені більшості своїх зірок гравітаційними припливними силами, що походять від Чумацького Шляху. Або, можливо, ці скупчення були просто достатньо масивними, щоб зберегти деякий молекулярний газ для майбутніх зоряних поколінь.

Коли Космічний телескоп Хаббл подивився на Terzan 5 у 2009 році, а потім знову в 2016 році, він виявив, що він також входить до рядів дивних глобулярних скупчень з двома поколіннями зірок, які датуються 12.5 і 4.7 мільярдами років. Однак, оскільки він знаходиться за великою кількістю галактичного пилу, навіть Хаббл не має найяснішого виду.

JWST, однак, має. Його ближнє інфрачервоне зіркове бачення може бачити крізь пил.

"Нові ближні інфрачервоні спостереження Вебба, перехресно посилені з архівними спостереженнями Хаббла, надали нам значно яснішу картину історії Terzan 5," сказала керівник дослідження Джоргія Цулло, яка є аспіранткою в Болоньї.

JWST виявив ще два покоління зірок, одне покоління, що виникло 3.8 мільярда років тому, і інше 2.5 мільярда років тому. Чотири покоління зірок важко пояснити для будь-якого глобулярного скупчення, ось чому команда вважає, що Terzan 5 може бути чимось більш первісним: залишковим будівельним блоком виступу Чумацького Шляху, який ніколи не був повністю асимільований нашою галактикою.

"З якоїсь причини, цей особливий скупчення зірок формувалося окремо від виступу і не було знищене, коли сам виступ формувався," сказав Ферраро. "Terzan 5 — це те, що ми тепер називаємо фосильним фрагментом виступу, оскільки він нагадує первісні скупчення, які сприяли формуванню виступу."

Дискові галактики мають два основні компоненти: відносно вузький диск, сформований з спіральних рук, і потовщене ядро, зване виступом. Галактичні виступи, як правило, є найдавнішими частинами галактик, формуючись мільярди років до дисків, принаймні у випадку Чумацького Шляху. JWST спостерігає цей процес у ранньому всесвіті, виявляючи грудкуваті, молоді галактики, але з огляду на величезний простір і час, через які дивиться JWST, спостереження будівельних блоків, які входять до складу цих галактик, все ще не зовсім ясні. З Terzan 5 ми можемо дивитися на один із будівельних блоків виступу Чумацького Шляху відносно близько, і це може надати нові уявлення про народження нашої галактики.

Terzan 5, ймовірно, не є єдиним фосильним фрагментом виступу. Окрім інших згаданих глобулярних скупчень, деякі з яких можуть бути фосильними фрагментами, а інші можуть бути ядрами карликових галактик, глобулярне скупчення Liller 1, що знаходиться близько до центру нашої галактики, має багато властивостей Terzan 5, включаючи високу концентрацію важких елементів, вироблених кількома поколіннями зірок, які загинули внаслідок вибухів наднових.

Команда тепер планує дослідити ще 40 або 50 глобулярних скупчень у виступі, щоб дізнатися, чи можуть вони також бути фосильними фрагментами виступу, або ж це просто звичайні глобулярні скупчення.

Знайдені результати були представлені на 248-му засіданні Американського астрономічного товариства в Пасадені, Каліфорнія, яке відбулося з 14 по 18 червня. Стаття, що описує спостереження JWST, також була опублікована в журналі Astronomy & Astrophysics.