Исследование показало, что шаровое скопление Гран 5 содержит две звездные популяции

Поле 4′ × 4′ на изображении VVV DR4 Gran 5. Семь спектроскопических целевых звезд отмечены зелеными кругами. Желтый круг представляет радиус полусвета (0,94′) Gran 5. Автор: Lim et al., 2024.

Используя телескоп Gemini-South, астрономы провели спектроскопию звезд в ближнем инфракрасном диапазоне с высоким разрешением в галактическом шаровом скоплении, известном как Gran 5. Они обнаружили, что это скопление содержит две популяции звезд с разной металличностью. Открытие было опубликовано в статье, опубликованной 28 октября на сервере препринтов arXiv.

Шаровые скопления (ШС) представляют собой скопления тесно связанных звезд, вращающихся вокруг галактик. Астрономы воспринимают их как естественные лаборатории, позволяющие изучать эволюцию звезд и галактик. В частности, шаровые скопления могут помочь исследователям лучше понять историю формирования и эволюцию галактик раннего типа, поскольку происхождение ШС, по-видимому, тесно связано с периодами интенсивного звездообразования.

Gran 5 — недавно обнаруженный маломассивный GC, расположенный примерно в 14 600 световых годах от нас, очень близко к центру Галактики. Масса скопления составляет около 22 900 солнечных масс, и предполагается, что это аккрецированный объект, связанный с кинематической структурой Гайя–Энцелад–Колбаса в гало Млечного Пути.

Стремясь пролить больше света на звездное население Gran 5 и раскрыть его подробные химические свойства, группа астрономов под руководством Дон Ук Лима из Университета Ёнсе в Сеуле, Южная Корея, исследовала семь звезд этого скопления с помощью инфракрасного спектрометра с иммерсионной решеткой (IGRINS).

«Мы провели спектроскопию высокого разрешения в ближнем инфракрасном диапазоне семи звезд в области Gran 5 с использованием IGRINS на телескопе Gemini-South», — пишут исследователи в статье.

На основе спектроскопии семи звезд команда Лима определила шесть звезд как членов скопления, в то время как одна звезда была исключена из-за ее существенно отличающейся лучевой скорости. Эти шесть звезд имеют гелиоцентрические лучевые скорости около -60 км/с и низкую металличность на уровне -0,65 dex, что подтверждает, что Gran 5 действительно является шаровым скоплением.

Однако исследование показало, что эти исследуемые звезды можно разделить на две группы с разной металличностью, со средними значениями −0,76 dex и −0,55 dex для каждой группы. Учитывая, что эти две группы не показывают никакой тенденции к гелиоцентрическим лучевым скоростям или атмосферным параметрам, астрономы предполагают, что Gran 5 состоит из двух звездных популяций с разной металличностью.

Авторы статьи отмечают, что их исследование знаменует собой первое обнаружение двух звездных популяций с разной металличностью в маломассивном шаровом скоплении. Они добавляют, что полученные хемо-динамические свойства Gran 5 предполагают, что он не связан со структурой Gaia–Enceladus–Sausage, а принадлежит к галактическому балджу или диску.

Подводя итоги, исследователи приходят к выводу, что наблюдаемые изменения металличности Gran 5 могли возникнуть в результате различных процессов или что он мог потерять значительную часть массы в ходе своей эволюции.

Больше информации: Dongwook Lim et al, Two stellar populations with different metallicities in the low-mass globular cluster Gran 5, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2410.21578