کیهان اولیه مملو از کهکشانهای کوتوله بود و ممکن است خوشههای کروی بقایای این آثار باستانی باشند. تجزیه و تحلیل ستارگان در خوشه ها سنی را در منطقه ۱۲ تا ۱۳ میلیارد سال نشان می دهد. مقاله جدیدی که به تازگی منتشر شده است نشان می دهد که خوشه های کروی خانه دو نوع مجزا از ستاره ها هستند. آنهایی که ازلی با ترکیب شیمیایی معمولی و آنهایی که مقادیر غیرعادی و سنگین عناصر سنگینتر دارند.
خوشههای کروی مجموعهای چگال و کروی از ستارگان هستند که به دور نواحی بیرونی کهکشانها، معمولاً در هالهی کهکشانی، میچرخند. آنها حاوی صدها هزار و گاهی میلیون ها ستاره هستند که توسط گرانش به هم متصل شده اند. آنها با خوشههای باز متفاوت هستند، خوشههایی که جوانتر و کمتر محکمتر هستند و در بدنه اصلی یک کهکشان یافت میشوند. خوشه های کروی در مقابل، باستانی هستند و سن آنها معمولاً بین ۱۰ تا ۱۳ میلیارد سال است.
اجزای ستارهای در آنجا عمدتاً از ستارگان کم جرم و فقیر از فلز تشکیل شدهاند که نشان میدهد آنها در اوایل تاریخ کیهان قبل از ظهور عناصر سنگینتر شکل گرفتهاند. مطالعه خوشههای کروی میتواند چیزهای زیادی در مورد تکامل ستارهها، شکلگیری کهکشانها و حتی ماده تاریک آشکار کند. کهکشان راه شیری ما خانه بیش از ۱۵۰ خوشه کروی شناخته شده مانند M13 در نیمکره شمالی یا امگا قنطورس در نیمکره جنوبی است.
در مقالهای که اخیراً در Astronomy and Astrophysics منتشر شده است، تیمی از محققان درک ما را از این خوشهها با افشای اطلاعات بیشتر در مورد شکلگیری و تکامل دینامیکی آنها ارتقا دادهاند. تیمی به رهبری امانوئل دالساندرو از موسسه ملی اخترفیزیک (INAF) جمعیت های متعددی از ستارگان را در این خوشه ها کاوش کردند. آنها تغییر موقعیت ستارگان و سرعت آنها را در اولین تحلیل سینماتیکی سه بعدی ۱۶ خوشه کروی مورد مطالعه قرار دادند.
این تیم از دادههای تلسکوپ گایا آژانس فضایی اروپا، تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا و بررسی سینماتیک چند ابزار برای اندازهگیری سرعت سه بعدی ستارگان درون خوشهها استفاده کرد. این ترکیبی از حرکت مناسب (حرکت در سراسر آسمان) و سرعت شعاعی (حرکت به سمت و دور از ما) بود. برای جمعآوری اندازهگیریها، از دادههای بررسی طیفسنجی استفاده شد.
شکلگیری و تکامل خوشههای کروی یکی از داغترین پرسشها در چند دهه اخیر بوده است. اهمیت درک آنها بسیار زیاد است، دالساندرو توضیح میدهد: “زیرا آنها نه تنها به ما کمک میکنند تا مدلهای کیهانی شکلگیری جهان را به دلیل سن آنها آزمایش کنیم، بلکه آزمایشگاههای طبیعی برای مطالعه شکلگیری، تکامل و غنیسازی شیمیایی کهکشانها فراهم میکنند.” درک فرآیندهای فیزیکی پشت تشکیل آنها، کلید فهم چگونگی تکامل آنها بود. این هدف مطالعه آنها بود که برای نخستین بار نشان داد خوشه کروی از طریق چندین رویداد تشکیل ستاره شکل میگیرد.
