Шаровидные скопления — плотно упакованные, симметричные скопления до миллиона звезд, вращающиеся в основном в звездных ореолах, окружающих большинство спиральных галактик. В них находятся одни из самых древних звезд, и предполагается, что они сформировались в начале истории галактики. Возможно, когда-то спиральная галактика, подобная нашей Млечному Пути, была аморфным облаком газа и пыли? Первые звезды могли собраться в шаровые скопления. Могли ли эти скопления остаться в ореоле вокруг центра галактики, так как остальная часть расплющилась и образовала спиральные рукава?
Вопрос формирования шаровых скоплений и их влияния на галактики остается открытым. Известно, что это самые старые, массивные и крупные звездные скопления, состоящие из самых древних звезд. Их возраст подтверждается почти полным отсутствием газа и пыли, которые, по предположению, входили в состав звёзд.
Шаровидные скопления большие. Их диаметр может достигать 300 световых лет. В отличие от открытых звездных скоплений, содержащих несколько сотен молодых звёзд, родственных друг другу, разбросанных по диску нашей галактики и, предположительно, других галактик, шаровые скопления большие, симметричные и старые, как самые старые и уравновешенные жители земного города.
Млечный Путь насчитывает приблизительно 150 шаровых скоплений, возможно, скрыты и новые находки под облаками галактической пыли. В соседней спиральной галактике Андромеда (М31) их около 300. Некоторые эллиптические галактики, похожие на футбольный мяч, тоже содержат шаровые скопления. M87В направлении созвездия Девы, где расположена сверхмассивная черная дыра, запечатлённая в 2019 году телескопом горизонта событий, находится гигантская эллиптическая галактика M87. По оценкам, в ней около 15 000 шаровидных скоплений, более 1000 из которых непосредственно наблюдались телескопом.
Шаровые скопления двигаются по галактикам по сильно эксцентричным и наклонным орбитам. На краю галактики им может потребоваться несколько сотен миллионов лет для завершения одной орбиты.
В телескопе шаровое скопление похоже на нечеткий шар, а звезды на периферии сливаются в сплошной шар света к центру из-за близости друг к другу. В центре шарового скопления плотность звезд может достигать от 100 до 1000 звезд на кубический парсек, в отличие от примерно 0,14 звезды на кубический парсек возле нашего Солнца. Если бы вы находились на планете вокруг звезды в шаровом скоплении, ваше ночное небо было бы чрезвычайно переполнено близко расположенными звездами.
Звезды шаровых скоплений — самые древние обитатели галактики, состоящие из звёзд типа II. Возраст измерен от 11 до 13 миллиардов лет, что делает их почти такими же старыми, как и сама галактика. Многие из этих древних звёзд превратились в огромные раздутые красные гиганты, как это сделает наше Солнце через несколько миллиардов лет. Звезды чрезвычайно бедны металлами, то есть имеют крошечное количество материалов тяжелее гелия по сравнению с окружающей их межзвездной средой. Поскольку более тяжелые элементы изготавливаются внутри звёзд и затем распространяются по межзвездной среде с помощью взрывов сверхновых, такое количество металлов является ожидаемым для таких старых звёзд. В других мирах звездные население типа II состоят почти исключительно из водорода и гелия — материалов, которые присутствовали в ранней Вселенной.
Существует загадка: шаровые скопления показывают «аномалии изобилия» тяжелых металлов, то есть содержат элементы, встречающиеся в недавно образовавшихся звёздах. В частности, в некоторых скоплениях наблюдаются избытки натрия, углерода, кислорода и алюминия, а также более тяжёлые металлы, такие как стронций, иттрий, баррий и европий. Эти аномалии не получили полного объяснения, хотя были предложены различные версии, например, о раннем присутствии супермассивных звёзд.
Самым известным шаровидным скоплением северного полушария считается M13 в созвездии Геркулеса, его также называют Великим Шаровидным скоплением. Его обнаружил Эдмонд Галлей в 1714 году. Позже, в 1764 году, Шарль МессьеЕго внесли в свой знаменитый каталог. В любительских телескопах это небольшое нечеткое пятнышко света, находящееся примерно в 22 000 световых лет от Земли. В центре этого скопления звезды вращаются настолько близко, что время от времени сталкиваются, а смерть приводит к созданию новых звезд, известных как «синие отставшие». Эта звездная популяция — единственный тип новых звезд в шаровых скоплениях.
Шаровидные скопления М22 в Стрельце, М5 в созвездии Змеи и М12 в Змееносце выделяются своей яркостью. Многие из самых крупных и светлых шаровидных скоплений ночного неба отчетливо видны весенними вечерами и часто становятся участниками «Мессье-марафонов».
Шаровые скопления — великолепное явление, видимое даже в простых телескопах, но для разглядывания отдельных звёзд у центра необходимо более мощное оборудование.
Глядя на это, вы видите скопления звёзд, возникших в юности нашей галактики.
Шаровые скопления — сферические скопления из до миллиона звёзд, которые вращаются преимущественно в гало звездах спиральных галактик и включают некоторые из старейших звёзд галактики.