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星團的啓示

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發表於 2010-9-6 00:04:20 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 mca 於 2010-9-6 09:25 編輯

在銀河系的星團分為兩種 --- 疏散星團和球狀星團,前者約有 1200 個,後者約有 200 個。

疏散星團多數集中在銀道面的兩旁,離銀道面一般少于六百光年,離太陽少于一萬光年 (圖一); 球狀星團的分佈頗為奇特,近人馬座天區的團數較密,其餘以人馬座為中心在球形的空間分佈,最遠的離中心五萬光年以外。從這兩種極端的星團分佈現象,天文學家領悟到太陽偏離銀河系中心相當遠,銀河系中心在人馬座方向。


        


另一啟示來自光譜,疏散星團的光譜顯示團內有一定的金屬元素,球狀星團的金屬含量不多。金屬多寡反影星的年齡,疏散星團的多數成員含有舊一代星爆的金屬元素,因此它們是遲生的星,平均年齡不足 10 億年,相反的球狀星團由宇宙初生時的氫氦混合而成,它們是最先出現的天體之一,一般存在 100 億年以上。用赫羅圖分析也有相同的結論 (圖二),球狀星團裡沒有大質量的主序星,所有大質量星已脫離主序變成巨星或超巨星,它們的體核巳無氫燃燒了,全部都是高齡的老星。


      
                     

有了星團分佈、金屬含量和年齡的線索之後,天文學家可以著手重組銀河系的歷史,近年更應用超級電腦模擬不同星系內容的組合,收獲不菲。主流理論認為銀河系由一巨團氣雲開始,密度較大的 "熱點" 首先形成一群大質量的星,隨後大質量星拉攏聚合成球狀星團,所以球狀星團最初分佈在氣雲各處,不過氣雲的重力塌縮也使物質集積成盤狀 (集積理論從略),結果多數球狀星團也被扯進盤內而瓦解,只有小量的球狀星團散留在外圍的球形空間,後來的盤狀更出現旋臂 (spiral arms),旋臂亦娠育大量後一代的星,包括在銀道面的疏散星團,由于銀道面的星數相當多,這裡的星容易被近鄰干擾,即使成團也難似球狀,所以疏散星團總比球狀星團多,天文學家相信更多疏散星團未及發現,因為它們處于密集的銀河背景星場中而不能証認,或者受星際塵雲遮擋而無法看見。

另外一理論指出星系併合 (galactic merging) 也會產生球狀星團,當星系相遇時,個別星區的外圍組織被搗亂了,只有高密度的內核組織不被波及,它們可能保留原有的球狀,不過由新合併星系出來的球狀星團不會多含金屬,它們比較年輕。

圖三是典型的星團照片,在金牛座的 M45 約有一千顆疏散的星,距離 450 光年,星的平均年齡約 1 億年,星的自行顯示 2 ~ 3 億年後,星團的面貌將大大走樣。反觀距離 2.5 萬光年的 M13  (在武仙座),含星數以十萬計,但它沒有攝動的近隣天體,估計幾億年後仍是老樣子。在 5 千萬光年外的 M87 橢圓星系含有大量的球狀星團,說明 M87 是年老的星系。


      


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List of globular clusters   http://www.atlasoftheuniverse.com/globular.html
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