Använda Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), astronomer har utfört observationer av en gammal klotformig hop som kallas Messier 15. Observationskampanjen levererade viktig information om stjärnkinematik i den centrala regionen av denna hop. Resultaten publicerades den 24 februari på arXiv.org.

Globulära kluster (GC) är samlingar av tätt bundna stjärnor som kretsar kring galaxer. Astronomer uppfattar dem som naturliga laboratorier som möjliggör studier av evolutionen av stjärnor och galaxer. Särskilt, klothopar skulle kunna hjälpa forskare att bättre förstå bildningshistorien och evolutionen av galaxer av tidig typ, eftersom ursprunget till GCs verkar vara nära kopplat till perioder av intensiv stjärnbildning.

Ligger cirka 33, 000 ljusår bort från jorden, Messier 15 (eller M15, även känd som NGC 7078) är en klothop som upptäcktes 1746, beräknas vara cirka 13 miljarder år gammal, vilket gör den till en av de äldsta GC som hittills upptäckts. Det är en metallfattig klothop med en radie på cirka 88 ljusår, massa på cirka 100, 000 solmassor, och det är brant, cuspy yta ljusstyrka profil indikerar att det är en kärna kollaps GC.

Tidigare observationer av M15 var fokuserade på den överraskande upptäckten av rotation i dess centrala regioner, eftersom en studie identifierade en snabbsnurrande, kinematiskt frikopplad kärna i det inre området (fyra bågsekunder) av denna GC. En annan studie fann att kärnan i M15 visar en högre rotation och en annan rotationsaxel än vad man brukar hitta vid så stora radier. För att belysa detta beteende mer, ett team av astronomer under ledning av Christopher Usher vid Stockholms universitet i Sverige, beslutade att använda MUSE-instrumentet på Very Large Telescope (VLT).

"Med det nya smala fältläget i MUSE, vi har studerat den centrala kinematiken för kärnkollapsen GC M15 i detalj, " skrev forskarna i tidningen.

MUSE lät teamet mäta radiella hastigheter för 864 stjärnor inom 8 bågsekunder från mitten av M15. Detta är hittills det största provet av radiella hastigheter som någonsin erhållits för de innersta delarna av denna klotformade klunga.

I allmänhet, studien fann att M15 visar upp komplex central kinematik, vilket skiljer sig från kinematik som observeras i de yttre delarna av klustret. Rotationsaxeln för kärnan i M15 visar sig vara förskjuten från rotationsaxeln för huvuddelen av klustret.

Astronomerna noterade att sådana kinematiskt distinkta kärnor (KDC) som den i M15 finns i mitten av några massiva galaxer av tidig typ och vanligtvis tros bildas på grund av sammanslagningar. Dock, sammanslagningar av GC anses vara relativt sällsynta; därför, författarna till tidningen letar efter andra hypoteser som kan förklara KDC i M15, såsom oscillationer efter kärnkollaps.

"I ett framtida arbete, vi kommer att använda dynamiska modeller för att passa denna kinematiska datamängd. Detta kommer att tillåta oss att utforska möjliga hypoteser för den speciella kinematiken för detta kluster, inklusive överföring av vinkelmomentum från svarta håls binärer och oscillationer efter kärnkollaps, ", avslutade astronomerna.

© 2021 Science X Network