Globālie kopas ir kosmosa reģioni, kur zvaigznes ir blīvi saliktas kopā - 10 000 reizes blīvākas nekā mūsu vietējā zvaigžņu apkārtne. Jauni pierādījumi no Habla kosmiskā teleskopa parādīja, ka riņķveida kopas izkārtosies paši, centrā izvietojot masīvākas zvaigznes un izspiežot mazāk masīvās zvaigznes uz malām. Habla uzņemtie globālā klastera 47 Tucanae attēli gandrīz 7 gadus, ļaujot astronomiem uzmanīgi izzīmēt klasterī pārvietojošos zvaigžņu atrašanās vietas un pēc tam aprēķināt, cik tuvu tās atrodas centram.
Iedomājieties, kā mēģināt saprast, kā darbojas futbola spēle, balstoties tikai uz dažiem izplūdušajiem šīs spēles momentuzņēmumiem. Astronomi ir saskārušies ar šo izaicinājumu, kad ir jāsaprot zvaigžņu bišu stropa dinamika globālajās zvaigžņu kopās, kas riņķo ap mūsu Piena ceļa galaktiku. Tagad NASA Habla kosmiskais teleskops astronomiem ir sniedzis labākos novērojumu pierādījumus līdz šim brīdim, kad gredzenveida kopas sakārto zvaigznes pēc to masas, un to pārvalda gravitācijas līmeņa biljarda bumbiņas spēle starp zvaigznēm. Smagākas zvaigznes palēninās un nogrimst klastera kodolā, savukārt gaišākas zvaigznes uzņem ātrumu un pārvietojas pa kopu uz tās perifēriju. Par šo procesu, ko sauc par “masveida segregāciju”, jau sen ir aizdomas par globālām zvaigžņu kopām, taču tas nekad agrāk nav bijis tieši redzams darbībā.
Tipiskā globālā klasterī ir vairāki simti tūkstoši zvaigžņu. Kaut arī zvaigžņu blīvums šādu zvaigžņu sistēmu nomalēs ir ļoti mazs, zvaigžņu blīvums centra tuvumā var būt vairāk nekā 10 000 reizes lielāks nekā mūsu Saules tiešā tuvumā. Ja mēs dzīvotu šādā kosmosa reģionā, nakts debesis būtu uzliesmojušas ar 10 000 zvaigznēm, kas būtu tuvāk mums nekā tuvākā zvaigzne Saulei, Alfa Kentauri, kas atrodas 4,3 gaismas gadu attālumā (vai aptuveni 215 000 reizes vairāk nekā attālums starp Zemi un Sauli). Tāpat kā metro automašīna, pieblīvēta ar piepilsētas cilvēkiem, šī zvaigžņu izspiešana ievērojami palielina zvaigžņu tikšanās varbūtību, pat sadursmes un apvienošanos. Daudzu šādu tikšanos kumulatīvais rezultāts ir teorētiski paredzētā masveida segregācija. Bet tajā pašā laikā šādi pārpildīti apstākļi apgrūtina precīzu atsevišķu zvaigžņu noteikšanu.
Astronomiem bija jāgaida Habla redzes ārkārtīgais asums, lai vienā gredzenveida kopā izsekotu daudzu tūkstošu zvaigžņu kustības. Tagad ļoti precīzi izmērīti 15 000 zvaigžņu ātrumi tuvējā globālā klastera 47 Tucanae pašā centrā - vienā no blīvākajiem gredzenveida klasteriem dienvidu puslodē. Neliels skaits šo zvaigžņu ir ļoti reti sastopams tips, kas pazīstams kā “zilais stragglers”: neparasti karstas un spilgtas zvaigznes, par kurām domājams, ka tās bija divu parasto zvaigžņu sadursmju rezultāts.
Zilo straggler zvaigžņu ātrumi sakrīt ar masu segregācijas prognozēm. Jo īpaši salīdzinājums starp zilajiem stragglers (kuriem ir divreiz lielāka vidējās zvaigznes masa) un citām zvaigznēm parāda, ka, kā paredzēts, tās pārvietojas lēnāk nekā vidējās zvaigznes.
Izmantojot platā lauka un planētu fotokameru 2 un jaunāko instrumentu “Advanced Camera for Surveys for Hubble”, Georges Meylan no Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) Sauverny, Šveicē un līdzstrādnieki uzņēma desmit vairāku attēlu komplektus no centrālā reģiona (attālumā aptuveni 6 gaismas gadu centrs) no 47 Tucanae. Attēli tika uzņemti ar regulāriem intervāliem gandrīz septiņu gadu laikā. Rūpīgi izmērot 130 000 zvaigžņu pozīcijas katrā no šiem “momentuzņēmumiem”, laika gaitā varēja izmērīt ārkārtīgi mazas pozīcijas izmaiņas, nodevot zvaigžņu kustību pa debesīm. Precīzi ātrumi tika iegūti gandrīz 15 000 zvaigžņu šajā klasterī. No šiem 15 000 23 bija zilie stragglers.
Šis ir lielākais ātruma paraugs, kāds jebkad savākts, izmantojot jebkuru paņēmienu ar jebkuru instrumentu, lai Piena Ceļā veidotos gredzenveida puduris. Rezultāti tika izmantoti arī, lai pārbaudītu, vai klastera kodolā ir melns caurums, meklējot tā gravitācijas vilkmi. Bet izmērītie zvaigžņu kustības izslēdz ļoti masīvu melno caurumu.
Ar šiem novērojumiem Habls mazāk nekā desmit gadu laikā ir paveicis to, kas būtu prasījis uz zemes bāzētus teleskopus pat gandrīz gadsimta garumā, jo sliktāki novērošanas apstākļi bija radušies no zemes. Pētījums nebūtu bijis iespējams bez Habla asās redzes. Sākot no zemes, Zemes atmosfēras izsmērējošais efekts aizmiglo daudzo zvaigžņu attēlu pārpildītajā kopas kodolā. Tika konstatēts, ka pat parasto zvaigžņu tipiskā leņķiskā kustība 47 Tucanae centrā 47 ir tikai nedaudz vairāk nekā viena desmitdaļa grāda gadā. Tas nozīmē, ka zvaigznes leņķiskā kustība viena gada laikā ir līdzvērtīga dimetānnaftalīna leņķa lielumam, kas redzams it kā 4500 jūdžu attālumā.
Lai pilnībā izmantotu šos izsmalcinātos Habla attēlus, astronomi izstrādāja pilnīgi jaunas datu analīzes metodes, kas galu galā nodrošināja pareizu kustību (ātruma) mērījumus, kas atbilda zvaigžņu stāvokļa izmaiņām apmēram 1/100 pikseļa (attēls) līmenī -elements) uz Habla digitālajām kamerām.
Rezultāti tika publicēti septembra Astrofizisko žurnālu papildinājumu sērijā.
Starptautisko komandu veidoja šādi zinātnieki: D.E. McLaughlin (Lesteras Universitāte), J. Andersons (Rīsu universitāte), G. Meylan (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne), K. Gebhardt (Teksasas Universitāte Austinā), C. Pryor (Rutgers Universitāte), D. Minniti (Pontifica) Katolikas Universitāte) un S. Phinney (Caltech).
Oriģinālais avots: Habla ziņu izlaidums
