Astronomia

Massa dell'ammasso stellare (non dell'intera galassia)

Massa dell'ammasso stellare (non dell'intera galassia)


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Esiste una formula generale per determinare la massa totale di un ammasso di stelle?

Ne ho cercato uno su Google, ma la maggior parte serve per calcolare la massa di stelle binarie o stelle singole usando la legge di Keplero. Se la massa totale può essere trovata moltiplicando la massa di una stella per il numero totale di stelle, allora come si possono calcolare la massa media di una singola stella e il numero totale di stelle in un sistema di ammassi? L'equazione varia per il sistema di cluster? Assumiamo che l'ammasso sia osservabile e che anche gli spettri siano raggiungibili per l'ammasso.


Ammasso stellare

Ammasso stellare
Un ammasso di tre stelle di neutroni
UN ammasso stellare, gruppo stellare o ammasso stellare era un gruppo di stelle tenute insieme dalla gravità.

Ammasso stellares nella Galassia interna e la loro correlazione con l'emissione di polvere fredda A76
Esteban F. E. Morales, Friedrich Wyrowski, Frederic Schuller e Karl M. Menten
DOI: .

Ammasso stellare e regione di formazione stellare M 17.
Una nube di gas interstellare rimarrà in equilibrio idrostatico finché l'energia cinetica della pressione del gas è in equilibrio con l'energia potenziale della forza gravitazionale interna.

(IC 4756) nel settore Serpens, vicino a Sk¡iiws'nnii. Sede di una civiltà multiclade conosciuta come The Grand Confluence.
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Grande Confluenza, The
Ammassi stellari aperti
Regione di Serpens
Skiiws'nnii, Skiiws'nnii .

(un gruppo denso di centinaia di stelle), le stelle nascono tutte più o meno nello stesso momento, con composizioni chimiche simili differiscono solo per la massa. Esaminando quante stelle di massa elevata e di massa intermedia di breve durata sono ancora presenti in un ammasso, possiamo stimarne l'età.

o galassia, l'"orbita" di stelle più vicine al centro più velocemente di quelle ai margini. Di un singolo corpo (come il Sole o un pianeta gassoso), la rotazione assiale delle latitudini equatoriali più veloce delle latitudini polari. [A84]
(b) Quando un oggetto ruota, diverse parti di esso possono muoversi a velocità diverse.

, di cui è mostrato un rappresentante nella Figura 17.24 (a), è chiamato ammasso globulare. Gli ammassi globulari sono molto più fitti rispetto ai gruppi sciolti di stelle che compongono gli ammassi aperti.

nascono all'interno di nubi molecolari e durante la loro prima evoluzione poiché gli YSO sono spesso visibili solo a lunghezze d'onda infrarosse, essendo pesantemente oscurati dalla polvere. Sono state descritte quattro classi di giovani oggetti stellari.

Nebulosa Teschio e Ossa Incrociate - Area che circonda il

NGC 2467, situato nella costellazione meridionale di Puppis ("The Stern"). Con un'età di qualche milione di anni al massimo, è un vivaio stellare molto attivo, dove nascono continuamente nuove stelle da grandi nubi di polvere e gas.

"Quando più tardi il Sole se ne andò dal

in cui è nato, Planet Nine era bloccato in un'orbita attorno al Sole", hanno detto.
"Richiede molte più ricerche prima di poter accertare che Planet Nine è il primo esopianeta nel nostro Sistema Solare". .

s nella galassia e le Nubi di Magellano.
Pagine di astronomia di James Q. Jacobs - Articoli che trattano formule di astronomia, costanti, dati planetari e archeoastronomia.

s, galassie e gruppi e ammassi di galassie si espanderebbero e si dissiperebbero.

. Tutte le stelle di quell'ammasso si sono formate, più o meno, allo stesso tempo dalla stessa gigantesca nube molecolare. Quindi tutte le stelle hanno iniziato contemporaneamente su ZAMS.

APOD su V838 lunedì
Comunicato stampa Hubble
Hubble Heritage su V838 Mon
Un giovane

Circondare la peculiare variabile eruttiva V838 Monocerotis.

Qui troverai informazioni su diversi tipi di nebulose stellari nascita, vita e morte diversi tipi di stelle morte, incluso l'enigmatico buco nero

Un'altra teoria è che potrebbero formarsi da buchi neri stellari più piccoli che si fanno strada in massa divorando il materiale che si trova sulla loro strada con il passare del tempo, o fondersi con altri buchi neri stellari. E una terza idea è che le stelle massicce siano dense

finiscono in una collisione in fuga, .

Le stelle appartenenti a un ammasso non solo giacciono vicine nello spazio, ma condividono anche un'origine comune, viaggiano generalmente insieme nello spazio, sebbene in una certa misura si muovano anche all'interno dell'ammasso. Un problema a volte grave negli studi di

s, specialmente nelle regioni ricche di stelle, .

Un'altra teoria è che quando grandi nubi di gas collassano e accrescono la loro massa a velocità elevate, creano un buco nero supermassiccio. Tuttavia, una terza teoria implica il collasso di a

Un ammasso stellare è un gruppo di stelle che condividono un'origine comune e sono legate gravitazionalmente per un certo periodo di tempo. Sono particolarmente utili per gli astronomi in quanto forniscono un modo per studiare e modellare l'evoluzione e le età stellari. Le due categorie fondamentali di


Cluster globulari

Ammassi globulari hanno ricevuto questo nome perché sono sistemi rotondi quasi simmetrici di, tipicamente, centinaia di migliaia di stelle. L'ammasso globulare più massiccio della nostra Galassia è Omega Centauri, che dista circa 16.000 anni luce e contiene diversi milioni di stelle (Figura 1). Si noti che le stelle più luminose di questo ammasso, che sono giganti rosse che hanno già completato la fase della sequenza principale della loro evoluzione, sono di colore rosso-arancio. Queste stelle hanno temperature superficiali tipiche intorno ai 4000 K. Come vedremo, gli ammassi globulari sono tra le parti più antiche della nostra Via Lattea.

Figura 1. Omega Centauri: (a) Situato a circa 16.000 anni luce di distanza, Omega Centauri è l'ammasso globulare più massiccio della nostra Galassia. Contiene diversi milioni di stelle. (b) Questa immagine, scattata con il telescopio spaziale Hubble, ingrandisce vicino al centro di Omega Centauri. L'immagine è larga circa 6,3 anni luce. Le stelle più numerose nell'immagine, di colore giallo-bianco, sono stelle della sequenza principale simili al nostro Sole. Le stelle più luminose sono giganti rosse che hanno iniziato a esaurire il loro combustibile di idrogeno e si sono espanse fino a circa 100 volte il diametro del nostro Sole. Le stelle blu hanno iniziato la fusione dell'elio. (credito a: modifica del lavoro di NASA, ESA e Hubble Heritage Team (STScI/AURA) credito b: modifica del lavoro di NASA, ESA e Hubble SM4 ERO Team)

Come sarebbe vivere all'interno di un ammasso globulare? Nelle dense regioni centrali, le stelle sarebbero circa un milione di volte più vicine che nel nostro vicinato. Se la Terra orbitasse intorno a una delle stelle interne di un ammasso globulare, le stelle più vicine sarebbero distanti mesi luce, non anni luce. Apparirebbero ancora come punti di luce, ma sarebbero più luminosi di qualsiasi stella che vediamo nel nostro cielo. La Via Lattea sarebbe probabilmente difficile da vedere attraverso la brillante foschia della luce stellare prodotta dall'ammasso.

Nella nostra Galassia sono noti circa 150 ammassi globulari. La maggior parte di loro si trova in un alone sferico (o nuvola) che circonda il disco piatto formato dalla maggior parte delle stelle della nostra Galassia. Tutti gli ammassi globulari sono molto lontani dal Sole e alcuni si trovano a distanze di 60.000 anni luce o più dal disco principale della Via Lattea. I diametri degli ammassi globulari vanno da 50 anni luce a più di 450 anni luce.


Ammasso di stelle

un insieme di stelle che sono legate tra loro da forze di reciproca attrazione e che hanno un'origine comune e quasi la stessa età e composizione chimica. Gli ammassi stellari di solito hanno una densa concentrazione centrale, il nucleo, circondato da una regione coronale significativamente meno densa. I diametri degli ammassi stellari vanno da diversi parsec a 150 parsec e i raggi delle regioni coronali superano i raggi dei nuclei di diverse (a volte dozzine) volte. Gli ammassi stellari sono divisi in ammassi aperti (a volte chiamati galattici) e ammassi globulari. La distinzione è fondamentalmente determinata dalla massa e dall'età delle formazioni. Di norma, gli ammassi aperti hanno dozzine o centinaia, raramente migliaia, di stelle, mentre gli ammassi globulari hanno decine o centinaia di migliaia di stelle. Le Pleiadi, il Praesepe e le Iadi sono ammassi aperti, esempi di ammassi globulari sono l'ammasso M3 nella costellazione Canes Venatici e l'ammasso M13 in Ercole.

Nella nostra galassia gli ammassi aperti sono concentrati nel piano di simmetria della Via Lattea (il piano galattico) e possiedono una piccola velocità rispetto al sole (20 km/sec in media). Tra questi è possibile distinguere ammassi emersi in tempi relativamente recenti (meno di 100 milioni di anni fa) e associati ai bracci di spirale e agli ammassi di età intermedia, o ammassi a disco, che non mostrano alcun legame con i bracci della spirale e sono più debolmente concentrato verso il piano galattico. Tutti gli ammassi aperti hanno il normale contenuto di metallo inerente alle stelle di Popolazione I. Gli ammassi globulari nella nostra galassia sono distribuiti in un volume sferoidale il cui centro coincide con il centro della galassia. Sono fortemente concentrate verso questo centro e sono caratterizzate da grandi velocità rispetto al sole (170 km/sec in media). Di solito sono poveri di metalli, ma gli oggetti osservabili nelle regioni intorno al centro della galassia sono più ricchi di metalli di quelli osservati alla periferia del nostro sistema stellare. Lo studio del diagramma di Hertzsprung-Russell o diagramma magnitudine-colore fornisce importanti informazioni sull'evoluzione degli ammassi stellari. I diagrammi della relazione magnitudine-colore delle stelle nei tipici ammassi aperti e globulari della nostra galassia sono essenzialmente diversi. L'interpretazione di questi diagrammi dal punto di vista della moderna teoria dell'evoluzione stellare consente di concludere che le stelle negli ammassi globulari tipici sono 100-1.000 volte più vecchie delle stelle negli ammassi aperti.

Le caratteristiche cinematiche e la distribuzione spaziale degli ammassi globulari nella nostra galassia riflettono le caratteristiche distintive della distribuzione iniziale della materia, da cui queste formazioni sono sorte in una fase iniziale dell'esistenza della galassia. I diagrammi magnitudo-colore delle stelle negli ammassi globulari di quell'epoca dovrebbero far pensare ai diagrammi corrispondenti negli ammassi aperti contemporanei. Giovani ammassi globulari simili si osservano nelle galassie vicine (ad esempio, NGC 1866 nella Grande Nube di Magellano). Attualmente, gli ammassi stellari nella nostra galassia hanno origine solo vicino al piano galattico nelle regioni dei bracci a spirale di gas e polvere.

L'evoluzione dinamica di un ammasso stellare avviene contemporaneamente al cambiamento delle caratteristiche fisiche dei suoi membri. Gli incontri ravvicinati tra le stelle nei nuclei degli ammassi stellari portano ad uno scambio reciproco dell'energia del loro moto. Di conseguenza, alcuni membri dell'ammasso stellare ricevono energia in eccesso e procedono nella regione della corona o fuggono completamente dall'ammasso. Durante questo processo il core si contrae. La dissipazione del nucleo avviene particolarmente rapidamente nei cluster con un piccolo numero di membri, cioè cluster aperti. Quindi, dei vecchi ammassi nella nostra galassia, solo i più massicci, gli ammassi globulari, sono stati preservati. Le variabili non periodiche e le stelle variabili flare sono di solito osservate tra i membri deboli dei giovani ammassi aperti. Alcuni ammassi globulari contengono le variabili RR Lyrae e W Virginis e talvolta le cefeidi si incontrano negli ammassi aperti. Gli ammassi stellari molto vicini al sole (ad esempio le Iadi), nel cui moto proprio dei membri si osservano i fenomeni di prospettiva (le direzioni dei loro moti propri al loro proseguimento sulla sfera celeste si intersecano in un punto), sono detti ammassi in movimento . Questi ammassi svolgono un ruolo speciale nel problema della determinazione delle distanze stellari, poiché le distanze da essi possono essere determinate in modo affidabile con semplici metodi geometrici.


Enorme buco nero nella nebulosa di Orione, a soli 1.300 anni luce di distanza?

Utilizzando sofisticati programmi di modellazione al computer, gli astrofisici hanno fatto luce sul mistero di lunga data della forza legante dietro un ammasso di stelle indisciplinate e rapidamente vorticose situate nel famoso ammasso della nebulosa di Orione, noto anche come Messier 42 (M42).

Un nuovo studio, pubblicato su Giornale Astrofisico (versione arXiv.org), suggerisce che le stelle in rapido movimento in M42 sono potenzialmente tenute insieme attraverso la potente attrazione gravitazionale di un buco nero fino a 200 volte la massa del Sole.

Situato a circa 1.300 anni luce dalla Terra, M42 è noto da tempo per le sue strane proprietà. Le stelle in questa regione di massiccia formazione stellare si muovono a una velocità elevata, come se l'intero ammasso si stesse separando. Rispetto al numero di stelle di piccola massa che si possono vedere nell'ammasso, il numero di stelle di grande massa è troppo basso.

"Queste proprietà sono state un enigma per gli astronomi, data tutta la conoscenza che hanno su come le stelle si formano e si distribuiscono", ha detto il co-autore dello studio, il dottor Holger Baumgardt della School of Mathematics and Physics dell'Università del Queensland.

Gli astrofisici hanno creato un modello al computer dell'ammasso della nebulosa di Orione che rappresenta una fitta nube di gas interstellare contenente la giusta combinazione di stelle pesanti e leggere. Hanno poi continuato a calcolare il movimento di queste stelle nel sistema.

"Nel nostro modello, abbiamo dovuto inventare un nuovo metodo per trattare il gas e il modo in cui viene espulso dall'ammasso dalle stelle di grande massa che irradiano intensamente", ha affermato l'autore principale, il dott. Ladislav Subr della Charles University in Praga.

"Modelli di ammassi stellari così densi erano una sfida da calcolare a causa del gran numero di calcoli che dovevano essere fatti", ha aggiunto il dott. Baumgardt.

I risultati hanno mostrato che, mentre il gas veniva spinto verso l'esterno, l'ammasso ha iniziato ad espandersi, spiegando perché la maggior parte delle stelle si muove rapidamente. Molte delle stelle pesanti sono state lanciate fuori dall'ammasso, mentre alcune sono state spinte al centro dell'ammasso e si sono scontrate con la stella più massiccia lì. Ad un certo punto, questa stella massiccia è diventata instabile ed è implosa in un buco nero, con una massa circa 200 volte più grande del Sole.

“Il nostro scenario spiega perfettamente praticamente tutte le proprietà osservate dell'ammasso della Nebulosa di Orione, cioè il suo basso numero di stelle di grande massa e le sue stelle centrali in rapido movimento, e suggerisce che le stelle massicce vicino al centro di questo ammasso siano legato da un buco nero,” ha spiegato il dottor Subr.

"Avere un buco nero così massiccio davanti alla nostra porta sarebbe un'opportunità drammatica per studi intensi su questi oggetti enigmatici", ha affermato il co-autore, il professor Pavel Kroupa dell'Università di Bonn in Germania.

Informazioni bibliografiche: Ladislav Šubr et al. 2012. Prendimi se puoi: c'è un buco nero di "massa in fuga" nell'ammasso della nebulosa di Orione? ApJ 757, 37 punti: 10.1088/0004-637X/757/1/37


Sommario

Al centro della Galassia si trova un buco nero supermassiccio. Le misurazioni delle velocità delle stelle situate entro pochi giorni luce dal centro mostrano che la massa all'interno delle loro orbite attorno al centro è di circa 4,6 milioni (M_< ext>). Le osservazioni radio mostrano che questa massa è concentrata in un volume di diametro simile a quello dell'orbita di Mercurio. La densità di questa concentrazione di materia supera quella degli ammassi stellari più densi conosciuti di un fattore di quasi un milione. L'unico oggetto conosciuto con una densità e una massa così elevate è un buco nero.


I ricercatori esplorano la segregazione di massa degli ammassi globulari di galassie

Fig.1: Immagine del telescopio spaziale Hubble di NGC 6981. Gli ammassi globulari sono sistemi stellari vecchi e densi in cui un IMBH centrale può nascondersi nelle loro regioni centrali. Credito: http://www.wikisky.org/

Gli ammassi globulari sono sistemi stellari vecchi e densi nell'alone e nel rigonfiamento della Galassia. La loro età media è quasi uguale all'età del nostro universo.

Durante il lungo periodo di evoluzione dinamica, gli oggetti più pesanti come le stelle massicce sono inclini ad affondare nella regione centrale, mentre quelli più leggeri tendono ad allontanarsi dal centro. Questo processo è noto come segregazione di massa.

I ricercatori guidati dal prof. Zhao Gang e dal dott. Wu Wenbo dei National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) hanno riportato i risultati della segregazione di massa di 35 ammassi globulari galattici (GC) utilizzando i dati fotometrici di alta qualità di Hubble/ACS Indagine sul Tesoro.

I loro risultati sono stati pubblicati nel Giornale Astrofisico il 25 febbraio.

"La maggior parte degli ammassi globulari sono fortemente segregati in massa poiché hanno sperimentato un lungo periodo di evoluzione dinamica", ha affermato il dott. Wu Wenbo, primo autore dello studio. "Tuttavia, possiamo ancora trovare diversi cluster con una piccola quantità di segregazione di massa. È molto interessante esplorare il motivo alla base di ciò".

"Precedenti simulazioni di N-corpi mostrano che l'esistenza di un buco nero centrale di massa intermedia (IMBH) potrebbe placare la segregazione di massa. Quando le stelle massicce affondano nella regione del nucleo, potrebbero avere un incontro con l'IMBH. Questo incontro è in realtà un processo dello scambio di energia", ha affermato il prof. Zhao Gang, l'autore corrispondente di questo articolo. "Quelle stelle acquisiscono energia cinematica dal processo di incontro e accelerano. Quindi fuggono lontano dalla regione centrale. In questo modo, la segregazione di massa viene estinta".

Fig. 2: Profilo radiale della massa media delle stelle della sequenza principale per NGC 5466. Non c'è una grande differenza tra la massa media del nucleo e le regioni esterne, il che mostra che NGC 5466 ha una piccola quantità di segregazione di massa. Credito: WU Wenbo

"In questo lavoro, troviamo che l'ammasso globulare con un rapporto tra nucleo più grande e mezzo raggio di massa tende ad essere meno segregato in massa. L'esistenza di oggetti energetici come un IMBH o stelle binarie potrebbe spiegare tale tendenza", ha affermato il dott. Wu Wenbo. "Anche l'anticorrelazione trovata in questo studio tra la segregazione di massa e la frazione binaria centrale è un supporto di questa visione".

Questo studio collega la segregazione di massa all'IMBH, ai sistemi binari e al sottosistema di buchi neri di massa stellare. Aiuterà a costruire una relazione più chiara tra la segregazione di massa e le fonti energetiche, che potrebbe svolgere un ruolo guida nella ricerca dell'IMBH negli ammassi globulari.


“Una sorpresa vecchia quasi quanto l'universo” –Hubble rileva la massa invisibile di piccoli buchi neri nel nucleo dell'ammasso globulare


Gli astronomi di Hubble hanno scoperto qualcosa di straordinario nel cuore del vicino ammasso globulare NGC 6397 - una concentrazione di buchi neri più piccoli in agguato lì invece di un mostro, un buco nero supermassiccio. Antichi portagioie stellari, gli ammassi globulari sono oggetti densamente impacchettati, scintillanti della luce di un milione di stelle in una sfera di soli 100 anni luce di diametro che risale quasi alla nascita della Via Lattea.

La nostra galassia natale è circondata da circa 150 ammassi globulari, formati 2,3 miliardi di anni dopo il Big Bang, che ospitano centinaia di migliaia, e talvolta milioni di stelle, formati molto presto nel vasto alone che circonda la Via Lattea embrionale prima che si appiattisse per formare la spirale disco che esiste oggi.

Orbite al di fuori del disco stellato della Via Lattea

NGC 6397 riporta gli astronomi Hubble/ESA, “è uno degli ammassi globulari che orbitano al di fuori del disco stellato relativamente più giovane della nostra galassia della Via Lattea. Questi sciami sferici e densi di centinaia di migliaia di stelle sono i primi coloni della nostra galassia. Le stelle blu dell'ammasso sono vicine alla fine della loro vita. Queste stelle hanno esaurito il loro combustibile a idrogeno che le fa brillare. Ora stanno convertendo l'elio in energia nei loro nuclei, che si fonde a una temperatura più alta e appare blu. Il bagliore rossastro proviene da stelle giganti rosse che hanno consumato il loro combustibile di idrogeno e si sono espanse di dimensioni. La miriade di piccoli oggetti bianchi include stelle come il nostro Sole”.

Un cimitero stellare –“Core Crolapse Phenomenon”

Nel cuore dell'ammasso globulare vecchio quasi quanto l'universo stesso, NGC 6397 e uno dei più vicini alla Terra, a circa 7.800 anni luce di distanza, NGC 6397 è uno dei 20 ammassi globulari della Via Lattea che hanno subito un nucleo collasso significa che il nucleo si è contratto in un agglomerato stellare molto denso.

La quantità di massa che un buco nero può accumulare varia ampiamente da meno del doppio della massa del nostro Sole a oltre un miliardo di volte la massa del nostro Sole. A metà strada ci sono buchi neri di massa intermedia che pesano da centinaia a decine di migliaia di masse solari.

Caso di identità sbagliata supermassiccia

Gli astronomi inizialmente pensavano che l'ammasso globulare ospitasse un buco nero di massa intermedia– il tanto cercato "collegamento mancante” tra i buchi neri supermassicci (da molti milioni a miliardi di volte la massa del nostro Sole) che si trovano ai nuclei di galassie e i buchi neri di massa stellare molto più piccoli che si formano in seguito al collasso di una singola stella massiccia.

“Abbiamo trovato prove molto forti di una massa invisibile nel nucleo denso dell'ammasso globulare, ma siamo rimasti sorpresi di scoprire che questa massa extra non è ‘puntiforme’ (che ci si aspetterebbe da un solitario buco nero massiccio ), ma esteso a una piccola percentuale della dimensione del cluster,” ha affermato Eduardo Vitral dell'Istituto di Astrofisica di Parigi (IAP) a Parigi, Francia.

Velocità = Massa

Per rilevare l'inafferrabile massa nascosta, riferisce NASA/Hubble, Vitral e l'astronomo senior Gary Mamon, anche lui di IAP, hanno usato le velocità delle stelle nell'ammasso per determinare la distribuzione della sua massa totale –la massa nelle stelle visibili– come così come nelle stelle deboli e nei buchi neri. Maggiore è la massa in un determinato luogo, più velocemente le stelle si spostano intorno ad esso.

I ricercatori hanno utilizzato stime precedenti dei minuscoli moti propri delle stelle, che consentono di determinare le loro vere velocità all'interno dell'ammasso. Queste misurazioni precise per le stelle nel nucleo dell'ammasso potrebbero essere effettuate solo con Hubble in diversi anni di osservazione. I dati di Hubble sono stati aggiunti a misurazioni del movimento proprio ben calibrate fornite dall'osservatorio spaziale Gaia dell'Agenzia spaziale europea, che sono meno precise delle osservazioni di Hubble nel nucleo.

Orbite casuali

"La nostra analisi ha indicato che le orbite delle stelle sono quasi casuali in tutto l'ammasso globulare, piuttosto che sistematicamente circolari o molto allungate", ha spiegato Mamon. Queste forme orbitali di moderata allungamento limitano ciò che deve essere la massa interna.

“Frizione dinamica,”–Flipball stellare

I ricercatori hanno concluso, riferisce NASA/Hubble, “che il componente invisibile può essere costituito solo dai resti di stelle massicce (nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri) data la sua massa, estensione e posizione. Questi cadaveri stellari affondarono progressivamente al centro dell'ammasso dopo interazioni gravitazionali con stelle vicine meno massicce. Questo gioco di flipper stellare è chiamato "attrito dinamico", dove, attraverso uno scambio di quantità di moto, le stelle più pesanti vengono segregate nel nucleo dell'ammasso e le stelle di massa inferiore migrano verso la periferia dell'ammasso.

"Abbiamo usato la teoria dell'evoluzione stellare per concludere che la maggior parte della massa extra che abbiamo trovato era sotto forma di buchi neri", ha detto Mamon. Altri due studi recenti avevano anche proposto che i resti stellari, in particolare i buchi neri di massa stellare, potessero popolare le regioni interne degli ammassi globulari. "Il nostro è il primo studio a fornire sia la massa che l'estensione di quello che sembra essere un insieme di buchi neri principalmente al centro di un ammasso globulare collassato", ha aggiunto Vitral.

Fonte di onde gravitazionali?

In una coda, gli astronomi hanno notato che questa scoperta solleva la possibilità che le fusioni di questi buchi neri strettamente imballati negli ammassi globulari possano essere un'importante fonte di onde gravitazionali, increspature nello spaziotempo, che potrebbero essere rilevate dall'Osservatorio LIGO ( Laser Interferometer Gravitational-Wave ) esperimento.

The Daily Galaxy, con Maxwell Moe, NASA Einstein Fellow, University of Arizona, tramite il Goddard Space Flight Center della NASA

Credito immagine: NASA, ESA, T. Brown, S. Casertano e J. Anderson (STScI)

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Keplero aiuta a pesare la galassia

Il Sole, come tutte le altre stelle della Galassia, orbita attorno al centro della Via Lattea. L'orbita della nostra stella è quasi circolare e giace nel disco della Galassia. La velocità del Sole nella sua orbita è di circa 200 chilometri al secondo, il che significa che ci vogliono circa 225 milioni di anni per compiere una volta il giro del centro della Galassia. Chiamiamo il periodo della rivoluzione del Sole il anno galattico. È molto tempo rispetto alle scale temporali umane durante l'intera vita della Terra, sono passati solo circa 20 anni galattici. Ciò significa che abbiamo percorso solo una piccola frazione del giro della Galassia per tutto il tempo in cui gli umani hanno guardato il cielo.

Possiamo usare le informazioni sull'orbita del Sole per stimare la massa della Galassia (proprio come potremmo “pesare” il Sole monitorando l'orbita di un pianeta intorno ad esso, vedi Orbite e gravità). Supponiamo che l'orbita del Sole sia circolare e che la Galassia sia approssimativamente sferica (sappiamo che la Galassia ha la forma più simile a un disco, ma per semplificare il calcolo faremo questa ipotesi, che illustra l'approccio di base). Molto tempo fa, Newton mostrato che se si dispone di materia distribuita nella forma di una sfera, allora è semplice calcolare l'attrazione di gravità su un oggetto appena al di fuori di quella sfera: si può presumere che la gravità agisca come se tutta la materia fosse concentrata in un punto della centro della sfera. Per il nostro calcolo, quindi, possiamo assumere che tutta la massa che giace all'interno della posizione del Sole sia concentrata al centro della Galassia e che il Sole orbita intorno a quel punto da una distanza di circa 26.000 anni luce.

Questo è il tipo di situazione a cui Keplerola terza legge (come modificata da Newton) può essere applicata direttamente. Inserendo i numeri nella formula di Keplero, possiamo calcolare la somma delle masse della Galassia e del Sole. Tuttavia, la massa del Sole è completamente banale rispetto alla massa della Galassia. Quindi, per tutti gli scopi pratici, il risultato (circa 100 miliardi di volte la massa del Sole) è la massa della Via Lattea. Calcoli più sofisticati basati su modelli più sofisticati danno un risultato simile.

La nostra stima ci dice quanta massa è contenuta nel volume all'interno dell'orbita del Sole. Questa è una buona stima per la massa totale della Galassia solo se quasi nessuna massa si trova al di fuori dell'orbita del Sole. Per molti anni gli astronomi hanno pensato che questa ipotesi fosse ragionevole. Il numero di stelle luminose e la quantità di materia luminosa (intendendo qualsiasi materiale da cui possiamo rilevare la radiazione elettromagnetica) entrambi scendono drammaticamente a distanze superiori a circa 30.000 anni luce dal centro galattico. Non sospettavamo quanto fosse sbagliata la nostra supposizione.


I cartografi cosmici mappano l'universo vicino rivelando la diversità delle galassie che formano stelle

Un team di astronomi che utilizza l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ( ALMA Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) Finanziato dalla US National Science Foundation e dai suoi partner internazionali (NRAO/ESO/NAOJ), ALMA è tra i più complessi e potenti osservatori astronomici sulla Terra o nello spazio Il telescopio è una schiera di 66 antenne paraboliche ad alta precisione nel nord del Cile. ) ha completato il primo censimento delle nubi molecolari Nube molecolare Una nube di gas interstellare in cui si verifica la formazione molecolare. Oltre 125 diverse molecole da nubi molecolari sono state scoperte nello spazio interstellare attraverso osservazioni di lunghezze d'onda radio. nell'Universo vicino, rivelando che contrariamente alla precedente opinione scientifica, questi vivai stellari non hanno tutti lo stesso aspetto e si comportano allo stesso modo. In effetti, sono tanto diversi quanto le persone, le case, i quartieri e le regioni che compongono il nostro mondo.

Le stelle sono formate da nubi di polvere e gas chiamate nubi molecolari o vivai stellari. Ogni vivaio stellare nell'Universo può formare migliaia o addirittura decine di migliaia di nuove stelle durante la sua vita. Tra il 2013 e il 2019, gli astronomi del progetto PHANGS— Physics at High Angular Resolution in Near GalaxieS— hanno condotto la prima indagine sistematica su 100.000 vivai stellari in 90 galassie nell'Universo vicino per comprendere meglio come si ricollegano alle loro galassie madri .

“Pensavamo che tutti i vivai stellari in ogni galassia Galassia Un grande corpo di gas, polvere, stelle e le loro compagne (pianeti, asteroidi, lune, ecc.) Tenessero insieme dalla loro reciproca attrazione gravitazionale. Sono raggruppati in tre categorie principali: galassie a spirale, galassie ellittiche e galassie irregolari. (vedi sotto) Un'altra classe di galassie sono le galassie peculiari, che si pensa siano versioni distorte delle galassie normali. deve sembrare più o meno lo stesso, ma questo sondaggio ha rivelato che non è così e i vivai stellari cambiano da un luogo all'altro", ha affermato Adam Leroy, Professore Associato di Astronomia presso la Ohio State University (OSU), e autore principale di il paper di presentazione dell'indagine PHANGS ALMA. “Questa è la prima volta che abbiamo mai preso immagini a onde millimetriche di molte galassie vicine che hanno la stessa nitidezza e qualità delle immagini ottiche. E mentre le immagini ottiche ci mostrano la luce delle stelle, queste nuove immagini rivoluzionarie ci mostrano le nuvole molecolari che formano quelle stelle».

Gli scienziati hanno confrontato questi cambiamenti con il modo in cui persone, case, quartieri e città mostrano caratteristiche simili ma cambiano da regione a regione e da paese a paese.

“Per capire come si formano le stelle, dobbiamo ricollegare la nascita di una singola stella al suo posto nell'Universo. È come collegare una persona alla propria casa, quartiere, città e regione. Se una galassia rappresenta una città, allora il quartiere è il braccio a spirale, la casa l'unità di formazione stellare e le galassie vicine sono le città vicine della regione", ha affermato Eva Schinnerer, astronomo presso il Max Planck Institute for Astronomy (MPIA). e ricercatore principale per la collaborazione PHANGS "Queste osservazioni ci hanno insegnato che il "vicinato" ha effetti piccoli ma pronunciati su dove e quante stelle sono nate."

Per comprendere meglio la formazione stellare in diversi tipi di galassie, il team ha osservato somiglianze e differenze nelle proprietà dei gas molecolari e nei processi di formazione stellare di dischi galattici, barre stellari, bracci a spirale e centri galattici. Hanno confermato che la posizione, o il quartiere, gioca un ruolo fondamentale nella formazione delle stelle.

“Mappando diversi tipi di galassie e la vasta gamma di ambienti che esistono all'interno delle galassie, stiamo tracciando l'intera gamma di condizioni in cui le nubi di gas che formano stelle vivono nell'universo attuale. Questo ci consente di misurare l'impatto che molte variabili diverse hanno sul modo in cui avviene la formazione stellare", ha affermato Guillermo Blanc, astronomo del Carnegie Institution for Science e coautore dell'articolo.

“How stars form, and how their galaxy affects that process, are fundamental aspects of astrophysics,” said Joseph Pesce, National Science Foundation’s program officer for NRAO/ALMA. “The PHANGS project utilizes the exquisite observational power of the ALMA observatory and has provided remarkable insight into the story of star formation in a new and different way.”

Annie Hughes, an astronomer at L’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), added that this is the first time scientists have a snapshot of what star-forming clouds are really like across such a broad range of different galaxies. “We found that the properties of star-forming clouds depend on where they are located: clouds in the dense central regions of galaxies tend to be more massive, denser, and more turbulent than clouds that reside in the quiet outskirts of a galaxy. The lifecycle of clouds also depends on their environment. How fast a cloud forms stars and the process that ultimately destroys the cloud both seem to depend on where the cloud lives.”

This is not the first time that stellar nurseries have been observed in other galaxies using ALMA, but nearly all previous studies focused on individual galaxies or part of one. Over a five-year period, PHANGS assembled a full view of the nearby population of galaxies, and the team later adapted the project with data from the Band 6 antennas on ALMA to increase sensitivity. “The PHANGS project is a new form of cosmic cartography that allows us to see the diversity of galaxies in a new light, literally. We are finally seeing the diversity of star-forming gas across many galaxies and are able to understand how they are changing over time. It was impossible to make these detailed maps before ALMA,” said Erik Rosolowsky, Associate Professor of Physics at the University of Alberta, and a co-author on the research. “This new atlas contains 90 of the best maps ever made that reveal where the next generation of stars is going to form.”

For the team, the new atlas doesn’t mean the end of the road. While the survey has answered questions about what and where, it has raised others. “This is the first time we have gotten a clear view of the population of stellar nurseries across the whole nearby Universe. In that sense, it’s a big step towards understanding where we come from,” said Leroy. “While we now know that stellar nurseries vary from place to place, we still do not know why or how these variations affect the stars and planets formed. These are questions that we hope to answer in the near future.”

Ten papers detailing the outcomes of the PHANGS survey are presented this week at the 238th meeting of the American Astronomical Society.

Resource
PHANGS-ALMA: Arcsecond CO(2-1) Imaging of Nearby Star-Forming Galaxies, Leroy et al. ApJS accepted, preview [https://arxiv.org/abs/2104.07739]

The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), an international astronomy facility, is a partnership of the European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO), the U.S. National Science Foundation (NSF) and the National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan in cooperation with the Republic of Chile. ALMA is funded by ESO on behalf of its Member States, by NSF in cooperation with the National Research Council of Canada (NRC) and the Ministry of Science and Technology (MOST) and by NINS in cooperation with the Academia Sinica (AS) in Taiwan and the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

ALMA construction and operations are led by ESO on behalf of its Member States by the National Radio Astronomy Observatory (NRAO), managed by Associated Universities, Inc. (AUI), on behalf of North America and by the National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) on behalf of East Asia. The Joint ALMA Observatory (JAO) provides the unified leadership and management of the construction, commissioning and operation of ALMA.


Guarda il video: Cosa sono gli ammassi stellari? #AstroCaffè (Luglio 2022).


Commenti:

  1. Edfu

    Sì ... la vita è come andare in bicicletta. Per mantenere l'equilibrio, devi muoverti.

  2. Grok

    Tutto quanto sopra è vero. Discutiamo questo problema. Qui o al PM.

  3. Kazikasa

    Freddo! Grazie! ;)

  4. Benwick

    Certo, non puoi mai esserne sicuro.

  5. Catterik

    Articolo dinamico.



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