ما هي الكتلة الكروية؟

كرة من العديد والعديد من النجوم الساطعة ، أكثر كثافة باتجاه الوسط ومتباعدة على نطاق أوسع عند الحواف.

الكتلة الكروية M5 ، كما يراها تلسكوب هابل الفضائي. كانت هذه الصورةصورة اليوم لعلم الفلكفي يونيو 2015. عبر HST / NASA / ESA /APOD.

حملة التمويل الجماعي السنوية من EarthSky قيد التقدم. في عام 2020 ، نتبرع بنسبة 8.5٪ من إجمالي الإيرادات الواردة لـ No Kids Hungry. انقر لمعرفة المزيد والتبرع.

العناقيد الكروية معبأة بإحكام ، ومجموعات متناظرة من النجوم ، تدور في الغالب في النطاق الممتدهالات النجومحول معظم المجرات الحلزونية. تحتوي العناقيد الكروية على بعض أقدم النجوم في مجرة ​​ويعتقد أنها تشكلت في وقت مبكر من تاريخها. هل يمكن أن تكون مجرة ​​حلزونية مثل مجرتنا درب التبانة - عندما كانت تتشكل لأول مرة - عبارة عن سحابة غير متبلورة من الغاز والغبار؟ هل يمكن أن تتجمع نجومه الأولى في مجموعات كروية؟ هل يمكن أن تظل هذه المجموعات في الهالة حول مركز المجرة ، بينما تتسطح بقية المجرة الدوارة وتشكل أذرعًا حلزونية؟ يفسر هذا السيناريو سبب دوران العناقيد الكروية في هالة المجرة واحتوائها على أقدم نجومها.

لكن الحقيقة هي أنه لا أحد يعرف على وجه التحديد كيف تشكلت العناقيد الكروية ، وما هو الدور ، إن وجد ، الذي لعبته في تطور المجرات. نحن نعلم أن العناقيد الكروية هي أقدم وأكبر وأضخم نوع من العناقيد النجمية وأنها تحتوي على أقدم النجوم. يمكن إثبات عمرهم من خلال افتقارهم شبه الكامل لما يسميه علماء الفلكالمعادنأي العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم الموجودة في الكون المبكر قبل ولادة النجوم والمجرات الأولى. تم تشكيل العناصر الأثقل في التصميمات الداخلية للنجوم.

كرة كبيرة ، مستديرة ، متناظرة من آلاف النجوم ، أكثر كثافة باتجاه المنتصف.

أوميغا قنطورس - التي تحتوي على ما يصل إلى 10 ملايين نجم - هي إلى حد بعيد أكبر تجمع كروي مرتبط بمجرتنا درب التبانة. تُظهر الصورة الجزء المركزي فقط من الكتلة ، وهي منطقة بحجم البدر على قبة السماء. الصورة عبر مرصد لا سيلا /الذي - التي.

العناقيد الكروية كبيرة. يمكنهم الوصول300 سنة ضوئيةبقطر وتحتوي على 10 ملايين نجمة. على عكسمجموعات النجوم المفتوحة- تحتوي على نجوم شقيقة ، منتشرة عبر قرص مجرتنا ومن المحتمل أن تكون مجرات أخرى - الحشود الكروية كبيرة ومتناظرة وقديمة ، مثل أقدم مدينة على الأرض وأكثرهارزينالمواطنين.

فيما يلي بعض الطرق التي تختلف بها عناقيد النجوم الكروية ومجموعات النجوم المفتوحة:



العنقود النجمي الكروي متماثل للغاية في الشكل ، وأكثر كثافة تجاه مراكزها. عناقيد النجوم المفتوحة غير منتظمة الشكل.

مجموعات كروية في المدار فيhaloمن مجرتنا ، متمركزة في مركز المجرة وتتوسع فوق وتحت قرص المجرة. تميل مجموعات النجوم المفتوحة إلى الدورانداخلالقرص.

تحتوي العناقيد النجمية الكروية على مئات الآلاف من النجوم ، وبعضها - مثل أوميغا قنطورس ، الموضح أعلاه - يحتوي على ملايين النجوم. تميل مجموعات النجوم المفتوحة إلى احتواء مئات النجوم فقط.

مجموعة نجمية مستديرة ضبابية صغيرة ، تقع مقابل حقل نجمي.

عرض أكبر. | الكتلة الكروية الشهيرة Messier 13 أو M13 - أكبر وألمع كتلة كروية يمكن رؤيتها بسهولة من نصف الكرة الشمالي - يمكن رؤيتها مقابل مجالها النجمي. على بعد 25000 سنة ضوئية وقطرها حوالي 145 سنة ضوئية ، يعد M13 هدفًا شائعًا لعلماء الفلك الهواة الذين يستخدمون التلسكوبات الصغيرة. صورة عبرفريد اسبنك.

كرة ضبابية للعديد من النجوم قريبة جدًا من بعضها في المركز بحيث تبدو صلبة.

هنا M13 مرة أخرى. لاحظ هيكلها المتماثل للغاية ، والذي هو نموذجي للعناقيد النجمية الكروية. الصورة عبر مرصد بركات في إسرائيل.

مجرتنا درب التبانةلديها حوالي 150العناقيد الكروية ، وربما أكثر في انتظار الاكتشاف ، مخبأة بواسطة الغبار المجري. مجرتنا الحلزونية المجاورة في اتجاه كوكبة المرأة المسلسلة -M31أو مجرة ​​المرأة المسلسلة - يبدو أن لديهاحوالي 300مجموعات كروية. تحتوي بعض المجرات الإهليلجية على شكل كرة القدم على عناقيد كروية أيضًاM87في اتجاه كوكبة العذراء ، موطن الثقب الأسود الهائل الذي اشتهر بتصويره بواسطةتلسكوب أفق الحدثفي عام 2019. تشير التقديرات إلى أن هذه المجرة الإهليلجية العملاقة M87 تمتلكهاحوالي 15000 عناقيد كروية، مع أكثر من 1000 تم رصدها تلسكوبيًا بشكل مباشر حتى الآن.

رسم مجرة ​​من الحافة مع كرة من النقاط الصغيرة المحيطة بالانتفاخ المركزي.

من المعروف أن حوالي 150 مجموعة نجمية كروية تحيط بمركز مجرتنا.

تدور العناقيد الكروية حول المجرات في مدارات شديدة الانحراف وتميل بشدة إلىطائرة المجرة. يدورون في 'ضواحي' إحدى المجرات ، وربما يستغرقون بضع مئات الملايين من السنين لإكمال مدار واحد. في التلسكوب ، تبدو الكتلة الكروية مثل كرة ضبابية ، مع اندماج النجوم الفردية في المحيط في كرة صلبة من الضوء باتجاه المركز. ومع ذلك ، هذا ببساطة لأن النجوم قريبة جدًا من بعضها بحيث لا يمكن حلها بشكل فردي تلسكوبيًا. في مركز الكتلة الكروية ، قد تصل النجوم إلى aكثافةما بين 100 و 1000 نجمة لكل مكعبفرسخ. هذا على عكس كثافة النجوم بالقرب من شمسنا ، والتي تقدر بنحو 0.14 نجمة لكل فرسخ مكعب. إذا كنت تقف على كوكب يدور حول نجم في كتلة كروية ، فستكون سماءك الليلية مزدحمة للغاية بالنجوم القريبة!

حقل نجمي مزدحم للغاية ، آلاف النجوم ، ذو شكل كروي.

تُظهر صورة تلسكوب هابل الفضائي قلب العنقود الكروي العظيم ميسييه 13 ، في كوكبة هرقل.اقرأ المزيد عن هذه الصورة من موقع SpaceTelescope.org.

النجوم في العناقيد الكروية هي أقدم سكان المجرة ، وتتألف مما يسميه علماء الفلكنجوم السكان الثاني. أولئك الذين تم قياس أعمارهم تتراوح أعمارهم بين 11 و 13 مليار سنة ، مما يجعلهم يقاربون من عمر المجرة نفسها. ليس من المستغرب أن العديد من هذه النجوم القديمة قد تطورت إلى نجوم عملاقة حمراء ضخمة ومتضخمة ، كما ستفعل شمسنا في غضون بضعة مليارات من السنين. النجوم للغايةفقراء المعادن، وهذا يعني - بلغة علم الفلك الخاصة - أنها تحتوي على كميات ضئيلة من المواد أثقل من الهيليوم مقارنة بالوسط النجمي المحيط (يشير علماء الفلك إلى جميع العناصر الأثقل من الهليوم على أنها 'معادن'). نظرًا لأن العناصر الأثقل تتكون داخل النجوم - ثم تنتشر في جميع أنحاء الوسط النجمي عبر انفجارات المستعر الأعظم - فإن ندرة المعادن هذه هي بالضبط ما يمكن توقعه عادةً من مثل هذه النجوم القديمة. في عوالم أخرى ، تتكون نجوم المجموعة الثانية بشكل شبه حصري من الهيدروجين والهيليوم ، وهما المواد التي كانت موجودة في الكون المبكر.

ومع ذلك ، هناك لغز: العناقيد الكروية بها أيضًا 'شذوذ وفرة' للمعادن الثقيلة ، مما يعني وجود عناصر موجودة في مكان آخر ، في النجوم التي تشكلت مؤخرًا. على وجه الخصوص ، يبدو أن هناك فائض من الصوديوم والكربون والأكسجين والألمنيوم ، مع وجود معادن أثقل مثل السترونشيوم والإيتريوم والباريوم والأوروبيومحاضر أيضافي بعض المجموعات. لم يتم شرح هذه الحالات الشاذة بشكل مرض ، على الرغم من وجود العديد من التفسيرات التي تم طرحها ، مثل الوجود المبكر لـالنجوم فائقة الكتلة.

أشهر تجمع كروي في نصف الكرة الشمالي هوM13في كوكبة هرقل ، والتي يشار إليها أحيانًا باسمالكتلة الكروية العظمى، الذي تم اكتشافه بواسطةادمون هاليفي عام 1714.تشارلز ميسييرأضافه لاحقًا إلى ملفهكتالوج مشهورفي عام 1764. في تلسكوبات الهواة ، كانت بقعة صغيرة ضبابية من الضوء ، حوالي 22000سنوات ضوئيةمن الأرض. في مركز هذا العنقود ، تدور النجوم عن قرب لدرجة أنها تتصادم أحيانًا ، ويؤدي موتها إلى تكوين نجوم جديدة تُعرف باسم 'المتطرفون الأزرق. ' هذه المجموعة النجمية هي النوع الوحيد من النجوم الأحدث في العناقيد الكروية.

مجموعات كروية أخرى من المذكرةM22في القوس - أحد ألمع السماء -م 5الثعبان وم 12في الحواء. من الأفضل مشاهدة العديد من التجمعات الكروية الأكبر والأكثر سطوعًا في سماء الليل في ليالي الربيع وغالبًا ما يتم عرضها فيما يسمى 'ميسييه ماراثون. '

تعتبر الحشود الكروية مشهدًا رائعًا حتى في أصغر التلسكوبات ، على الرغم من الحاجة إلى أداة كبيرة لحل النجوم الفردية نحو مراكزها.

عندما تنظر إليهم ، فإنك ترى مجموعات من النجوم ولدت في مهد مجرتنا!

مجموعة صغيرة ضبابية في سماء الليل ، مع إطار داخلي يظهرها أكبر.

يستمتع علماء الفلك الهواة بالتحديق في العناقيد الكروية من خلال تلسكوباتهم الصغيرة. إليكم أوميغا قنطورس ، التي أسرها جريج هوجان في كاثلين ، جورجيا. شكرا جريج!

الخلاصة: المجموعات الكروية هي مجموعات كروية من النجوم ، تدور في الغالب فينجمة مرحبامن المجرات الحلزونية. تحتوي مجرتنا درب التبانة على حوالي 150 مجرة ​​كروية ، والتي تحتوي على بعض أقدم نجوم مجرتنا.