Чтобы установить родство старых и молодых шаровых звездных скоплений, нужно было обнаружить две популяции скоплений разного возраста в одной из старых эллиптических галактик. Если такая галактика образовалась в результате слияния спиральных галактик, то она должна содержать как старые шаровые скопления, существовавшие ранее в исходных спиральных галактиках, так и более молодые, возникшие в процессе слияния. Согласно разработанной нами модели, эллиптическая галактика должна включать в себя примерно одинаковое количество и тех, и других скоплений.

Мы предположили, что два вида шаровых скоплений можно различить по цвету. Звезды в молодых скоплениях должны содержать много тяжелых химических элементов, поскольку сформировались из газа, который «загрязнился» ими при взрывах сверхновых. А вот звезды большинства старых шаровых скоплений в спиральных галактиках вроде нашей сравнительно бедны тяжелыми элементами. А чем больше тяжелых элементов содержится в звезде, тем более красный цвет она имеет, что обусловлено характером происходящих в ней процессов.
Ядерный синтез в центре звезды создает излучение, поглощаемое внутри светила газом, давление которого не дает звезде сжиматься под действием собственного тяготения. Когда тяжелых элементов много, газ интенсивнее поглощает излучение, что позволяет поддерживать баланс тяготения и давления при более низкой
температуре, соответствующей красному оттенку. Результаты анализа цвета шаровых скоплений в эллиптических галактиках подтверждают существование бимодального распределения. В большинстве исследованных систем четко выявляются две популяции шаровых звездных скоплений - «голубая» и «красная», что подтверждает связь слияния галактик с образованием шаровых звездных скоплений.
Другим доказательством родства старых и молодых шаровых скоплений могло бы стать обнаружение скоплений промежуточного, «среднего» возраста. Трудность в том, что они мало чем отличаются от старых.
Яркие молодые скопления состоят из массивных звезд, которые быстро эволюционируют и быстро умирают, после чего развитие скопления замедляется. В результате различие между шаровыми звездными скоплениями промежуточного возраста и старыми оказывается незначительным и распознать их по содержанию тяжелых элементов очень трудно. Все же астрономы нашли шаровые скопления промежуточного возраста в нескольких эллиптических галактиках. Группа ученых из Южной европейской обсерватории в Германии и из обсерватории Мюнхенского университета обнаружила большую популяцию шаровых звездных скоплений в довольно обычной эллиптической галактике. Сотрудники Института космического телескопа сосредоточили свои исследования на эллиптических галактиках, в которых благодаря их несколько возмущенной форме (свидетельствующей, что они еще не достигли полной зрелости) и наличию более молодых звезд ожидалось присутствие шаровых звездных скоплений промежуточного возраста. Результаты детальных наблюдений подтвердили это предположение.
|