Gran 5 ei ole tavallinen joukko. Se sijaitsee noin 14 600 valovuoden päässä ja koostuu tähdistä, joilla on erilaiset kemialliset koostumukset, mikä voi viitata monimutkaiseen evoluutiotarinaan. Tämä äskettäin löydetty joukko omaa massan, joka vastaa 22 900 auringon massaa, ja näyttää olevan yhteydessä Linnunradan kineettisiin rakenteisiin.
Kuva Gran 5 -kentästä, jossa seitsemän kohdetta on merkitty vihreällä. Keltainen ympyrä osoittaa klusterin puolivalon säteen. Luotto: Lim et al., 2024.
Globulaariset joukot, kuten Gran 5, ovat luonnollisia laboratorioita tähtievoluution tutkimiseen. Tähdistä koostuvan kemiallinen koostumus tarjoaa vihjeitä galaktisen muodostumisen varhaisista vaiheista, joita leimaavat räjähdykset ja tähtien synty. Näiden joukkojen tähtipopulaatioiden tutkiminen auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin Linnunradan dynamiikkaa ja historiaa.
Tutkiakseen Gran 5:ttä tarkasti, Dongwook Lim ja hänen tiiminsä Yonsein yliopistosta Koreasta valitsivat joukosta seitsemän tähteä, joita he tarkkailivat korkean resoluution infrapunaspetrometrillä, IGRINS:llä, joka on asennettu Gemini-South -teleskooppiin. Tämä teknologia mahdollistaa tähtien kemiallisten ja kineettisten ominaisuuksien analysoinnin suurella tarkkuudella.
Seitsemästä tarkastellusta tähdestä tutkijat pystyivät vahvistamaan, että kuusi niistä kuului Gran 5:een, kun taas yksi tähti suljettiin pois huomattavasti erilaisen radiaalinopeuden vuoksi. Nämä kuusi tähteä, joiden radiaalinopeus on -60 km/s, jakavat matalan metallisuuden tason, noin -0,65 dex, mikä vahvistaa niiden kuulumisen tähän globulaariseen joukkoon.
Kuuden tähden kemiallinen analyysi paljasti kaksi erilaista populaatiota, joilla on erilaiset metallisuustasot, -0,76 ja -0,55 dex. Koska mikään muu kineettinen tai ilmakehällinen parametri ei selittänyt tätä eroa, tutkijat päättelevät, että joukossa on olemassa kaksi erilaista tähtipopulaatiota, joilla on erilaiset koostumukset.
Tämä ilmiö on ainutlaatuinen niin matalamassaisessa globulaarisessa joukossa. Se kyseenalaistaa ajatuksen siitä, että Gran 5 voisi olla yhteydessä Gaia-Enceladus-rakenteeseen galaktisessa haloissa. Havainnot viittaavat ennemminkin alkuperään galaksin pullistumassa tai Linnunradan levykkeessä.
Selittääkseen tämän metallisuuden monimuotoisuuden astronomit esittävät hypoteesin, että joukko on saattanut kokea monimutkaisia evoluutioprosesseja tai jopa merkittävää massan menetystä ajan myötä. Tämä auttaisi ymmärtämään, miksi Gran 5:llä on niin ainutlaatuisia piirteitä verrattuna muihin matalamassaisiin globulaarisiin joukkoihin.
Mitkä ovat dex?
Dex on logaritminen yksikkö, jota käytetään usein tähtitieteessä metallisuuden tai kemiallisen runsauden erojen ilmaisemiseen taivaankappaleiden välillä. Se helpottaa elementtien pitoisuuksien vertailua tähdissä tai muissa kohteissa.Dex-merkintä perustuu kymmenen pohjaan olevaan logaritmiseen asteikkoon. Esimerkiksi, jos tähdellä on metallisuus -0,5 dex verrattuna Aurinkoon, se tarkoittaa, että sen pitoisuus raskaimmista elementeistä kuin vety ja heliumi on 0,5 kymmenen potenssia alhaisempi kuin Auringon.
Käytännössä dexin käyttäminen mahdollistaa tähtitieteilijöille kemiallisten erojen helpon kvantifioinnin eri taivaankappaleiden välillä. Tätä yksikköä käytetään erityisesti metallisuustutkimuksissa galaksien ja tähtijoukkojen kemiallisen evoluution arvioimiseksi.
Dex on näin ollen arvokas yksikkö, joka mahdollistaa kemiallisten runsauden vertailun tarkasti säilyttäen samalla kompaktin ja käytännöllisen merkinnän suurille vaihteluille.