Звезды в скоплении, называемом RBC EXT8, содержат в среднем в 800 раз меньше железа, чем наше Солнце, и в три раза более бедны железом, чем предыдущее рекордное шаровое скопление. RBC EXT8 также крайне не хватает магния.
Исследование, проведенное Сореном Ларсеном из Университета Радбауд в Нидерландах, опубликовано в сегодняшнем выпуске журнала Science.
"Я удивлен, что это замечательное звездное скопление просто сидело у нас под носом.
Это одно из самых ярких скоплений в галактике Андромеды, известное на протяжении десятилетий, но никто не изучал его подробно ", – сказал Аарон Романовски, астроном из обсерваторий Калифорнийского университета (UCO) и профессор физики и астрономии Государственного университета Сан-Хосе. Отдел, соавтор исследования. "Это показывает, что Вселенная по-прежнему преподносит нам много сюрпризов.
Это также напоминает нам о необходимости проверить наши предположения – в этом случае предполагалось, что было исследовано достаточно кластеров, чтобы понять, насколько они могут быть анемичными."
Шаровое скопление – это большое плотное скопление от тысяч до миллионов древних звезд, которые движутся вместе как сплоченная группа по галактике. До сих пор астрономы думали, что большие шаровые скопления должны содержать значительное количество тяжелых элементов.
Водород и гелий – два основных элемента, появившихся после Большого взрыва. Позднее образовались более тяжелые элементы, такие как железо и магний. Обнаружение массивного шарового скопления, такого как RBC EXT8, которое чрезвычайно бедно металлами, бросает вызов современным моделям образования, ставя под сомнение некоторые из наших представлений о рождении звезд и галактик в молодой Вселенной.
"Наше открытие показывает, что в ранней Вселенной из газа могли образоваться массивные шаровые скопления с помощью лишь небольшого" разбрызгивания "других элементов, кроме водорода и гелия.
Это удивительно, потому что считалось, что такой чистый газ находится в строительных блоках, слишком маленьких для образования таких массивных звездных скоплений ", – сказал Ларсен.
«Это открытие является захватывающим, потому что идея« пола металличности »для шаровых скоплений, которые должны содержать некоторое минимальное количество тяжелых металлов, лежала в основе многих наших размышлений о том, как эти очень старые звездные скопления образовывались в ранней Вселенной», – сказал соавтор. -автор Жан Броди, директор Центра астрофизики и суперкомпьютеров Университета Суинберна и почетный профессор астрономии и астрофизики UCO. "Наш вывод противоречит стандартной картине, и это всегда весело!"
Исследователи наблюдали RBC EXT8 с помощью спектрометра Echelle высокого разрешения (HIRES) обсерватории Кека в октябре 2019 года. Первоначально шаровое скопление не входило в программу, но у команды Ларсена оставалось несколько часов наблюдательного времени, и они решили направить телескоп Keck I на скопление, звёздный состав которого ещё не был детально изучен.
Команда провела спектроскопические наблюдения, чтобы определить содержание металлов в RBC EXT8, и использовала три архивных изображения с CFHT, чтобы определить его размер и оценить его массу. Их замечательный результат стал неожиданностью.
«С точки зрения наблюдений сложно получить подробный анализ химического состава шаровых скоплений в Галактике Андромеды, которая находится в северном полушарии неба», – сказал Броди. "Возможности HIRES в Keck уникально подходят для решения этой задачи."
В будущем исследователи надеются найти больше "металлических" шаровых скоплений и разгадать загадку об их происхождении.