一個星團周圍逃逸的恒星表明，即使是古老、看似堅不可摧的星體系統(tǒng)，在銀河系中心附近也會緩慢瓦解。

球狀星團常被描述為早期銀河系古老且緊密的“化石”。人們一直認為，這些密集的恒星團已經(jīng)存續(xù)了數(shù)十億年，并且保持不變。然而，新的觀測表明，其中至少有一些遠非穩(wěn)定。天文學(xué)家現(xiàn)已捕捉到一個這樣的星團——NGC 6569，它正將其恒星不斷流失到銀河系的中心核球中。

該研究通過詳細的恒星“指紋”揭示，這個擁有130億年歷史的星團正在被銀河系的引力緩慢撕裂，并以可測量的速率將恒星“喂”給周圍的核球。研究作者指出：“我們對NGC 6569進行了首次寬視場、中分辨率的光譜巡天。我們的發(fā)現(xiàn)提供了證據(jù)，表明NGC 6569正通過潮汐剝離過程活躍地失去恒星?！边@一發(fā)現(xiàn)為球狀星團如何隨時間溶解并重塑銀河系的恒星構(gòu)成，提供了罕見而直接的證據(jù)。

探測星團隱藏的恒星流失

NGC 6569距離地球約35，500光年，位于銀河系擁擠的中心核球深處（這是銀河系中數(shù)百萬顆恒星擠在狹小空間內(nèi)的區(qū)域）。它的質(zhì)量相對較大，約為太陽質(zhì)量的23萬倍，并且其所含恒星的金屬豐度高于許多其他球狀星團。

研究這類星團非常困難，因為核球區(qū)域恒星密集，很難區(qū)分哪些恒星屬于星團，哪些只是過客。為了克服這一挑戰(zhàn)，研究人員使用了英澳望遠鏡作為“銀河系核球潮汐逃逸恒星巡天”項目的一部分。該巡天的目標(biāo)是了解球狀星團如何在銀河系中心附近的強大引力作用下緩慢瓦解。

研究人員收集了NGC 6569內(nèi)部及周圍303顆恒星的中分辨率光譜。這些光譜揭示了恒星的化學(xué)成分以及它們的運動速度。通過將這些信息與精確的運動數(shù)據(jù)結(jié)合，研究團隊得以識別出那些曾經(jīng)屬于星團、但現(xiàn)在正逐漸漂離的恒星。

發(fā)生了多少流失？

這種方法讓天文學(xué)家識別出了40顆位于星團主體之外的恒星，距離其中心7到30角分。這些恒星具有與NGC 6569相同的化學(xué)和運動特征。這些恒星被解釋為真正的潮汐碎片——被銀河系的引力潮汐從星團中拉出來的恒星。其中五顆似乎構(gòu)成了環(huán)繞星團的微弱碎片暈。

團隊還將仍束縛在星團內(nèi)的恒星與周圍的場星進行了比較。他們發(fā)現(xiàn)，附近約有35%的恒星與NGC 6569的運動特征一致，這表明該星團正嵌在自己被剝離出去的物質(zhì)之中。通過結(jié)合化學(xué)數(shù)據(jù)和動力學(xué)模型，研究人員估計，NGC 6569正在以每百萬年損失約1到1.5個太陽質(zhì)量的速度流失恒星，這相當(dāng)于在10億年間損失其總質(zhì)量的約5.6%。

為何這項球狀星團發(fā)現(xiàn)很重要？

這些發(fā)現(xiàn)有助于解開天文學(xué)中一個長期存在的謎題。理論模型早就預(yù)測，銀河系中心附近的球狀星團會隨時間推移失去大部分質(zhì)量，但清晰的觀測證據(jù)一直很少，尤其是對于核球內(nèi)的星團。雖然大約四分之一的暈族球狀星團顯示出潮汐尾，但由于極端擁擠和塵埃遮擋，這種特征在核球星團中很少被探測到。這項研究表明，潮汐剝離不僅在核球內(nèi)可能發(fā)生，而且正在活躍地進行。

結(jié)果還表明，像NGC 6569這樣的球狀星團，通過持續(xù)不斷地向核球“捐贈”恒星，在構(gòu)建銀河系核球的過程中扮演著重要角色。

然而，這項研究也存在局限。關(guān)于該星團正穿過其自身潮汐碎片構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)的觀點仍然是一個假說，需要通過能夠模擬星團長期演化的詳細N體模擬來檢驗。

接下來，研究人員計劃將這種化學(xué)-動力學(xué)方法擴展到其他核球星團。通過這樣做，他們希望更清晰地描繪出有多少球狀星團正在緩慢溶解，以及銀河系中心恒星群體中有多少來自這些古老的恒星系統(tǒng)。研究作者總結(jié)道：“將這種方法擴展到完整的MWBest樣本，最終將闡明球狀星團溶解在構(gòu)建銀河系核球過程中的累積作用?！?/p>

該研究已發(fā)表在arXiv預(yù)印本平臺上。

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