Eine kugelförmige Traube ist eine kugelförmige Sammlung von Sternen, die einen galaktischen Kern als ein Satellit umkreist. Kugelförmige Trauben werden durch den Ernst sehr dicht gebunden, der ihnen ihre kugelförmigen Gestalten und relativ hohe Sterndichten zu ihren Zentren gibt. Der Name dieser Kategorie der Sterntraube wird aus dem lateinischen globulus — ein kleiner Bereich abgeleitet. Eine kugelförmige Traube ist manchmal einfacher als ein kugelförmiger bekannt.

Kugelförmige Trauben, die im Ring einer Milchstraße gefunden werden, enthalten beträchtlich mehr Sterne und sind viel älter als die weniger dichten galaktischen oder offenen Trauben, die in der Platte gefunden werden. Kugelförmige Trauben sind ziemlich üblich; es gibt ungefähr 150 bis 158 zurzeit bekannte kugelförmige Trauben in der Milchstraße, mit vielleicht 10 bis 20 mehr noch unentdeckt. Große Milchstraßen können mehr haben: Andromeda kann zum Beispiel nicht weniger als 500 haben. Einige riesige elliptische Milchstraßen, besonders diejenigen an den Zentren von Milchstraße-Trauben, wie M87, haben nicht weniger als 13,000 kugelförmige Trauben. Diese kugelförmigen Trauben umkreisen die Milchstraße zu großen Radien, 40 kiloparsecs (etwa 131,000 Lichtjahre) oder mehr.

Jede Milchstraße der genügend Masse in Local Group hat eine verbundene Gruppe von kugelförmigen Trauben, und, wie man gefunden hat, hat fast jede große überblickte Milchstraße ein System von kugelförmigen Trauben besessen. Der Schütze-Zwerg und die Canis Hauptzwergmilchstraßen scheinen, im Prozess zu sein, ihre verbundenen kugelförmigen Trauben (wie Palomar 12) zur Milchstraße zu schenken. Das demonstriert, wie vieler der kugelförmigen Trauben dieser Milchstraße in der Vergangenheit erworben worden sein könnte.

Obwohl es scheint, dass kugelförmige Trauben einige der ersten in der Milchstraße zu erzeugenden Sterne enthalten, sind ihre Ursprünge und ihre Rolle in der galaktischen Evolution noch unklar. Es scheint wirklich klar, dass kugelförmige Trauben von elliptischen Zwergmilchstraßen bedeutsam verschieden sind und als ein Teil der Sternbildung der Elternteilmilchstraße aber nicht als eine getrennte Milchstraße gebildet wurden. Jedoch weisen neue Vermutungen durch Astronomen darauf hin, dass kugelförmige Trauben und spheroidals überragen, kann nicht klar getrennte und verschiedene Typen von Gegenständen sein.

Beobachtungsgeschichte

Die erste kugelförmige entdeckte Traube war M22 1665 durch Abraham Ihle, einen deutschen Amateurastronomen. Jedoch, in Anbetracht der kleinen Öffnung von frühen Fernrohren, wurden individuelle Sterne innerhalb einer kugelförmigen Traube nicht aufgelöst, bis Charles Messier M4 beobachtet hat. Die ersten acht kugelförmigen entdeckten Trauben werden im Tisch gezeigt. Nachher würde Abbé Lacaille NGC 104, NGC 4833, M55, M69 und NGC 6397 in seinem 1751-52 Katalog verzeichnen. Die M vor einer Zahl bezieht sich auf den Katalog von Charles Messier, während NGC aus dem Neuen Allgemeinen Katalog von John Dreyer ist.

William Herschel hat ein Überblick-Programm 1782 mit größeren Fernrohren begonnen und ist im Stande gewesen, die Sterne in allen 33 der bekannten kugelförmigen Trauben aufzulösen. Außerdem hat er 37 zusätzliche Trauben gefunden. Im 1789-Katalog von Herschel von tiefen Himmel-Gegenständen, seine Sekunde solcher, ist er das erste geworden, um den Namen kugelförmige Traube als ihre Beschreibung zu verwenden.

Die Zahl von kugelförmigen Trauben hat fortgesetzt entdeckt, zuzunehmen, 83 1915, 93 1930 und 97 vor 1947 reichend. Insgesamt 152 kugelförmige Trauben sind jetzt in der Milchstraße-Milchstraße, aus einer geschätzten Summe 180 ± 20 entdeckt worden. Wie man glaubt, werden diese zusätzlichen, unentdeckten kugelförmigen Trauben hinter dem Benzin und Staub der Milchstraße verborgen.

1914 beginnend, hat Harlow Shapley eine Reihe von Studien von kugelförmigen Trauben begonnen, die in ungefähr 40 wissenschaftlichen Zeitungen veröffentlicht sind. Er hat den RR Lyrae Variablen in den Trauben untersucht (den er angenommen hat, waren cepheid Variablen), und würde ihre Beziehung der Periode-Lichtstärke für Entfernungsschätzungen verwenden. Später wurde es gefunden, dass RR Lyrae Variablen schwächer sind als cepheid Variablen, die Shapley veranlasst haben, die Entfernung zu den Trauben zu überschätzen.

Der kugelförmigen Trauben innerhalb unserer Milchstraße wird die Mehrheit in der Nähe vom galaktischen Kern gefunden, und die große Mehrheit lügt auf der Seite des himmlischen auf den Kern in den Mittelpunkt gestellten Himmels. 1918 wurde dieser stark asymmetrische Vertrieb von Harlow Shapley verwendet, um einen Entschluss von den gesamten Dimensionen der Milchstraße zu machen. Indem er einen grob kugelförmigen Vertrieb von kugelförmigen Trauben um das Zentrum der Milchstraße angenommen hat, hat er die Positionen der Trauben verwendet, die Position der Sonne hinsichtlich des galaktischen Zentrums zu schätzen. Während seine Entfernungsschätzung bedeutsam irrtümlicherweise war, hat sie wirklich demonstriert, dass die Dimensionen der Milchstraße viel größer waren, als es vorher gedacht worden war. Sein Fehler bestand darin, weil der Staub in der Milchstraße den Betrag des Lichtes von einer kugelförmigen Traube verringert hat, die die Erde erreicht hat, so es lassend, weiter weg erscheinen. Die Schätzung von Shapley war jedoch innerhalb derselben Größenordnung wie der zurzeit akzeptierte Wert.

Die Maße von Shapley haben auch angezeigt, dass die Sonne vom Zentrum der Milchstraße, dagegen relativ weit war, was vorher aus anscheinend fast sogar Vertrieb von gewöhnlichen Sternen abgeleitet worden war. In Wirklichkeit liegen gewöhnliche Sterne innerhalb der Platte der Milchstraße und werden so häufig durch Benzin und Staub verdunkelt, wohingegen kugelförmige Trauben außerhalb der Platte liegen und in viel weiteren Entfernungen gesehen werden können.

Shapley wurde nachher bei seinen Studien von Trauben von Henrietta Swope und Helen Battles Sawyer (später Hogg) geholfen. In 1927-29 haben Harlow Shapley und Helen Sawyer begonnen, Trauben gemäß dem Grad der Konzentration zu kategorisieren, die das System zum Kern hat. Die konzentriertesten Trauben wurden als Klasse I mit sich nacheinander vermindernden Konzentrationen identifiziert, die sich zur Klasse XII erstrecken. Das ist bekannt als die Shapley-Holzsäger-Konzentrationsklasse geworden. (Es wird manchmal mit Zahlen [Klasse 1-12] aber nicht Römische Ziffern gegeben.)

Bildung

Zurzeit bleibt die Bildung von kugelförmigen Trauben ein schlecht verstandenes Phänomen, und es bleibt unsicher, ob die Sterne in einer kugelförmigen Traube-Form in einer einzelnen Generation, oder über vielfache Generationen über eine Zeitdauer von mehreren hundert Millionen Jahre erzeugt werden. In vielen kugelförmigen Trauben sind die meisten Sterne in ungefähr derselben Bühne in der Sternevolution, darauf hinweisend, dass sie sich in ungefähr derselben Zeit geformt haben. Jedoch ändert sich die Sternbildungsgeschichte von der Traube bis Traube mit einigen Trauben, verschiedene Bevölkerungen von Sternen zeigend. Ein Beispiel davon ist die kugelförmigen Trauben in Large Magellanic Cloud (LMC), die eine bimodal Bevölkerung ausstellen. Während ihrer Jugend können diese LMC Trauben auf riesige molekulare Wolken gestoßen sein, die eine zweite Runde der Sternbildung ausgelöst haben. Diese sternbildende Periode ist im Vergleich zum Alter von vielen kugelförmigen Trauben relativ kurz.

Beobachtungen von kugelförmigen Trauben zeigen, dass diese Sternbildungen in erster Linie in Gebieten der effizienten Sternbildung entstehen, und wo das interstellare Medium an einer höheren Dichte ist als in normalen sternbildenden Gebieten. Kugelförmige Traube-Bildung ist in starburst Gebieten und in aufeinander wirkenden Milchstraßen überwiegend. Forschung zeigt eine Korrelation zwischen der Masse eines supermassiven Hauptschwarzen Löcher (SMBH) und dem Ausmaß der kugelförmigen Traube-Systeme von elliptischen und linsenförmigen Milchstraßen an. Die Masse des SMBH in solch einer Milchstraße ist häufig der vereinigten Masse der kugelförmigen Trauben der Milchstraße nah.

Keine bekannten kugelförmigen Trauben zeigen aktive Sternbildung, die mit der Ansicht im Einklang stehend ist, dass kugelförmige Trauben normalerweise die ältesten Gegenstände in der Milchstraße sind, und unter den ersten Sammlungen von Sternen waren, um sich zu formen. Sehr große Gebiete der Sternbildung bekannt so fantastische Sterntrauben, wie Westerlund 1 in der Milchstraße, können die Vorgänger von kugelförmigen Trauben sein.

Zusammensetzung

Kugelförmige Trauben werden allgemein aus Hunderttausenden von niedrigem Metall, alten Sternen zusammengesetzt. Der Typ von in einer kugelförmigen Traube gefundenen Sternen ist denjenigen in der Beule einer spiralförmigen Milchstraße ähnlich, aber auf ein Volumen von nur einigen Millionen kubischen parsecs beschränkt. Sie sind frei von Benzin und Staub, und es wird gewagt, dass das ganze Benzin und Staub vor langer Zeit in Sterne verwandelt wurde.

Kugelförmige Trauben können eine hohe Speicherdichte von Sternen enthalten; durchschnittlich ungefähr 0.4 Sterne pro kubischen parsec, zu 100 oder 1000 Sternen pro kubischen parsec im Kern der Traube zunehmend. Jedoch, wie man denkt, sind sie nicht günstige Positionen für das Überleben von planetarischen Systemen. Planetarische Bahnen sind innerhalb der Kerne von dichten Trauben wegen der Unruhen von vorübergehenden Sternen dynamisch nicht stabil. Ein Planet, der an 1 astronomischer Einheit um einen Stern umkreist, der innerhalb des Kerns einer dichten Traube wie 47 Tucanae ist, würde nur auf der Ordnung von 10 Jahren überleben. Es gibt ein planetarisches System, das einen Pulsar umkreist (PSR B162026), der der kugelförmigen Traube M4 gehört, aber diese Planeten haben sich wahrscheinlich nach dem Ereignis geformt, das den Pulsar geschaffen hat.

Einige kugelförmige Trauben, wie Omega Centauri in unserer Milchstraße und G1 in M31, sind mit mehreren Millionen Sonnenmassen und vielfachen Sternbevölkerungen außerordentlich massiv. Beide können als Beweise betrachtet werden, dass supermassive kugelförmige Trauben tatsächlich die Kerne von Zwergmilchstraßen sind, die durch die größeren Milchstraßen verbraucht werden. Über ein Viertel der kugelförmigen Traube-Bevölkerung in der Milchstraße kann zusammen mit ihrer Gastgeber-Zwergmilchstraße anwachsen lassen worden sein.

Mehrere kugelförmige Trauben (wie M15) haben äußerst massive Kerne, die schwarze Löcher beherbergen können, obwohl Simulationen darauf hinweisen, dass ein weniger massives schwarzes Loch oder Hauptkonzentration von Neutronensternen oder massivem Weiß überragen, erklären Beobachtungen ebenso gut.

Metallischer Inhalt

Kugelförmige Trauben bestehen normalerweise aus der Bevölkerung II Sterne, die ein niedriges Verhältnis von Elementen außer Wasserstoff und Helium wenn im Vergleich zur Bevölkerung I Sterne wie die Sonne haben. Astronomen kennzeichnen diese schwereren Elemente als Metalle und zu den Verhältnissen dieser Elemente als der metallicity. Diese Elemente werden durch stellaren nucleosynthesis erzeugt und werden dann ins interstellare Medium wiederverwandt, wo sie in die folgende Generation von Sternen eingehen. Folglich kann das Verhältnis von Metallen eine Anzeige des Alters eines Sterns mit älteren Sternen sein, die normalerweise einen niedrigeren metallicity haben.

Der holländische Astronom Pieter Oosterhoff hat bemerkt, dass es scheint, zwei Bevölkerungen von kugelförmigen Trauben zu geben, die bekannt als Gruppen von Oosterhoff geworden sind. Die zweite Gruppe hat eine ein bisschen längere Periode von RR Lyrae variable Sterne. Beide Gruppen haben schwache Linien von metallischen Elementen. Aber die Linien in den Sternen des Typs I von Oosterhoff (OoI) Traube sind ganz so nicht schwach wie diejenigen im Typ II (OoII). Typ Hence, den ich "metallreich" genannt werde, während Typ II "metallschwach" sind.

Diese zwei Bevölkerungen sind in vielen Milchstraßen, besonders massiven elliptischen Milchstraßen beobachtet worden. Beide Gruppen sind fast so alt wie das Weltall selbst und sind ähnlicher Alter, aber unterscheiden sich in ihrem Metallüberfluss. Viele Drehbücher sind angedeutet worden, diese Subbevölkerungen, einschließlich gewaltsamer gasreicher Milchstraße-Fusionen, der Zunahme von Zwergmilchstraßen und vielfachen Phasen der Sternbildung in einer einzelnen Milchstraße zu erklären. In unserer Milchstraße werden die metallschlechten Trauben mit dem Ring und den metallreichen Trauben mit der Beule vereinigt.

In der Milchstraße ist es entdeckt worden, dass die große Mehrheit der niedrigen metallicity Trauben entlang einem Flugzeug im Außenteil des Rings der Milchstraße ausgerichtet wird. Dieses Ergebnis streitet für die Ansicht, dass Trauben des Typs II in der Milchstraße von einer Satellitenmilchstraße gewonnen wurden, anstatt die ältesten Mitglieder des kugelförmigen Traube-Systems der Milchstraße zu sein, wie vorher gedacht worden war. Der Unterschied zwischen den zwei Traube-Typen würde dann durch eine Verzögerung dazwischen erklärt, als die zwei Milchstraßen ihre Traube-Systeme gebildet haben.

Exotische Bestandteile

Kugelförmige Trauben haben eine sehr hohe Sterndichte, und schließen deshalb Wechselwirkungen, und nahe Kollisionen von Sternen kommen relativ häufig vor. Wegen dieser Zufallsbegegnungen sind einige exotische Klassen von Sternen, wie blaue Nachzügler, Millisekunde-Pulsars und Röntgenstrahl-Dualzahlen der niedrigen Masse, in kugelförmigen Trauben viel üblicher. Ein blauer Nachzügler wird von der Fusion von zwei Sternen vielleicht infolge einer Begegnung mit einem binären System gebildet. Der resultierende Stern hat eine höhere Temperatur als vergleichbare Sterne in der Traube mit derselben Lichtstärke, und unterscheidet sich so von den am Anfang der Traube gebildeten Hauptfolge-Sternen.

Astronomen haben nach schwarzen Löchern innerhalb von kugelförmigen Trauben seit den 1970er Jahren gesucht. Die Entschlossenheitsvoraussetzungen für diese Aufgabe sind jedoch anspruchsvoll, und es ist nur mit dem Raumfernrohr von Hubble, dass die ersten ratifizierten Entdeckungen gemacht worden sind. In unabhängigen Programmen ist ein 4,000 schwarzes Sonnenmassenzwischenmassenloch angedeutet worden, gestützt auf HST Beobachtungen in der kugelförmigen Traube M15 und ein 20,000 schwarzes Sonnenmassenloch in der Traube von Mayall II in der Milchstraße von Andromeda zu bestehen. Beider Röntgenstrahl und Radioemissionen von Mayall II scheinen, mit einem schwarzen Zwischenmassenloch im Einklang stehend zu sein.

Diese sind von besonderem Interesse, weil sie die ersten schwarzen entdeckten Löcher sind, die in der Masse zwischen dem herkömmlichen schwarzen Sternmassenloch und den supermassiven schwarzen an den Kernen von Milchstraßen entdeckten Löchern Zwischen-waren. Die Masse dieser schwarzen Zwischenmassenlöcher ist zur Masse der Trauben im Anschluss an ein Muster proportional, das vorher zwischen supermassiven schwarzen Löchern und ihren Umgebungsmilchstraßen entdeckt ist.

Ansprüche von schwarzen Zwischenmassenlöchern sind mit etwas Skepsis erfüllt worden. Wie man erwartet, wandern die dichtesten Gegenstände in kugelförmigen Trauben zum Traube-Zentrum wegen der Massenabtrennung ab. Diese werden weiß sein ragt über und Neutronensterne in einer alten Sternbevölkerung wie eine kugelförmige Traube. Wie hingewiesen, in zwei Vorträgen von Holger Baumgardt und Mitarbeitern sollte sich das Verhältnis der Masse zum Licht scharf zum Zentrum der Traube, sogar ohne ein schwarzes Loch, sowohl in M15 als auch in Mayall II erheben.

Farbenumfang-Diagramm

Das Diagramm von Hertzsprung-Russell (Diagramm der Neuen Tische) ist ein Graph einer großen Probe von Sternen, die ihren visuellen plant

absoluter Umfang gegen ihren Farbenindex. Der

Farbenindex, BV, ist der Unterschied zwischen dem Umfang des Sterns im blauen Licht, oder B und dem Umfang im leichten Seh(Grüngelb), oder V. Große positive Werte zeigen einen roten Stern mit einer kühlen Oberflächentemperatur an, während negative Werte einen blauen Stern mit einer heißeren Oberfläche einbeziehen.

Wenn die Sterne in der Nähe von der Sonne auf einem Diagramm der Neuen Tische geplant werden, zeigt sie einen Vertrieb von Sternen von verschiedenen Massen, Altern und Zusammensetzungen. Viele der Sterne liegen relativ in der Nähe von einer schrägen Kurve mit der Erhöhung absoluten Umfangs, weil die Sterne heißer, als Hauptfolge-Sterne bekannt sind. Jedoch schließt das Diagramm auch normalerweise Sterne ein, die in späteren Stufen ihrer Evolution sind und weg von dieser Hauptfolge-Kurve gewandert sind.

Da alle Sterne einer kugelförmigen Traube in ungefähr derselben Entfernung von uns sind, unterscheiden sich ihre absoluten Umfänge von ihrem Sehumfang durch ungefähr denselben Betrag. Die Hauptfolge-Sterne in der kugelförmigen Traube werden entlang einer Linie fallen, die, wie man glaubt, mit ähnlichen Sternen in der Sonnennachbarschaft vergleichbar ist. Die Genauigkeit dieser Annahme wird durch vergleichbare erhaltene Ergebnisse durch das Vergleichen der Umfänge von nahe gelegenen kurzfristigen Variablen, wie RR Lyrae Sterne und cepheid Variablen, mit denjenigen in der Traube bestätigt.

Durch das Zusammenbringen dieser Kurven auf dem Diagramm der Neuen Tische kann der absolute Umfang von Hauptfolge-Sternen in der Traube auch bestimmt werden. Das stellt der Reihe nach eine Entfernungsschätzung der Traube zur Verfügung, die auf dem Sehumfang der Sterne gestützt ist. Der Unterschied zwischen dem relativen und absoluten Umfang, dem Entfernungsmodul, gibt diese Schätzung der Entfernung nach.

Wenn die Sterne einer besonderen kugelförmigen Traube auf einem Diagramm der Neuen Tische in vielen Fällen geplant werden, fallen fast alle Sterne auf eine relativ gut definierte Kurve. Das unterscheidet sich vom Diagramm der Neuen Tische von Sternen in der Nähe von der Sonne, die Sterne von sich unterscheidenden Altern und Ursprüngen zusammenlegt. Die Gestalt der Kurve für eine kugelförmige Traube ist für eine Gruppierung von Sternen charakteristisch, die in ungefähr derselben Zeit und von denselben Materialien gebildet wurden, sich nur in ihrer anfänglichen Masse unterscheidend. Da sich die Position jedes Sterns im Diagramm der Neuen Tische mit dem Alter ändert, kann die Gestalt der Kurve für eine kugelförmige Traube verwendet werden, um das gesamte Alter der Sternbevölkerung zu messen.

Die massivsten Hauptfolge-Sterne werden auch den höchsten absoluten Umfang haben, und diese werden erst sein, um sich zur riesigen Sternbühne zu entwickeln. Als die Traube-Alter werden Sterne nacheinander niedrigerer Massen auch in die riesige Sternbühne eingehen. So kann das Alter einer einzelnen Bevölkerungstraube durch das Suchen nach den Sternen gemessen werden, die gerade beginnen, in die riesige Sternbühne einzugehen. Das bildet ein "Knie" im Diagramm der Neuen Tische, sich zum oberen Recht von der Hauptfolge-Linie biegend. Der absolute Umfang bei dieser Kurve ist direkt eine Funktion des Alters der kugelförmigen Traube, so kann eine Altersskala auf einer Achse-Parallele zum Umfang geplant werden.

Außerdem kann auf kugelförmige Trauben durch das Schauen bei den Temperaturen des kühlsten Weißes datiert werden ragt über. Typische Ergebnisse für kugelförmige Trauben bestehen darin, dass sie so alt sein können wie 12.7 Milliarden Jahre. Das soll im Gegensatz Trauben öffnen, die nur Dutzende Millionen von Jahren sind.

Die Alter von kugelförmigen Trauben legen einen gebundenen die Altersgrenze des kompletten Weltalls. Diese niedrigere Grenze ist eine bedeutende Einschränkung in der Kosmologie gewesen. Während des Anfangs der 1990er Jahre konfrontierten Astronomen mit Altersschätzungen von kugelförmigen Trauben, die älter geschienen sind, als kosmologische Modelle erlauben würden. Jedoch haben bessere Maße von kosmologischen Rahmen durch tiefe Himmel-Überblicke und Satelliten wie COBE dieses Problem aufgelöst, wie Computermodelle der Sternevolution haben, die verschiedene Modelle des Mischens haben.

Entwicklungsstudien von kugelförmigen Trauben können auch verwendet werden, um Änderungen wegen der Startzusammensetzung des Benzins und Staubs zu bestimmen, der die Traube gebildet hat. D. h. die Entwicklungsspuren ändern sich mit Änderungen im Überfluss an schweren Elementen. Die bei Studien von kugelförmigen Trauben erhaltenen Daten werden dann verwendet, um die Evolution der Milchstraße als Ganzes zu studieren.

In kugelförmigen Trauben einige bekannte Sterne weil werden blaue Nachzügler beobachtet, die Hauptfolge in der Richtung auf hellere, blauere Sterne anscheinend ständig. Die Ursprünge dieser Sterne sind noch unklar, aber die meisten Modelle weisen darauf hin, dass diese Sterne das Ergebnis der Massenübertragung in vielfachen Sternsystemen sind.

Morphologie

Im Gegensatz, um Trauben zu öffnen, bleiben die meisten kugelförmigen Trauben Gravitations-gebunden seit Zeitabschnitten, die mit der Lebensdauer der Mehrheit ihrer Sterne vergleichbar sind. Jedoch ist eine mögliche Ausnahme, wenn starke Gezeitenwechselwirkungen mit anderen großen Massen auf die Streuung der Sterne hinauslaufen.

Nachdem sie gebildet werden, beginnen die Sterne in der kugelförmigen Traube, Gravitations-mit einander aufeinander zu wirken. Infolgedessen werden die Geschwindigkeitsvektoren der Sterne fest modifiziert, und die Sterne verlieren jede Geschichte ihrer ursprünglichen Geschwindigkeit. Der charakteristische Zwischenraum dafür, um vorzukommen, ist die Entspannungszeit. Das ist mit der charakteristischen Zeitdauer verbunden ein Stern muss die Traube sowie die Zahl von Sternmassen im System durchqueren. Der Wert der Entspannungszeit ändert sich durch die Traube, aber der Mittelwert ist auf der Ordnung von 10 Jahren.

Obwohl kugelförmige Trauben allgemein kugelförmig in der Form scheinen, können elliptische Formen wegen Gezeitenwechselwirkungen vorkommen. Trauben innerhalb der Milchstraße und der Milchstraße von Andromeda sind normalerweise an den Polen abgeplattete Sphäroide in der Gestalt, während diejenigen in der Großen Magellanic Wolke elliptischer sind.

Radien

Astronomen charakterisieren die Morphologie einer kugelförmigen Traube mittels Standardradien. Das ist der Kernradius (r), der Halblicht-Radius (r) und der Gezeitenradius (r). Die gesamte Lichtstärke der Traube nimmt fest mit der Entfernung vom Kern ab, und der Kernradius ist die Entfernung, in der die offenbare Oberflächenlichtstärke anderthalbmal gefallen ist. Eine vergleichbare Menge ist der Halblicht-Radius oder die Entfernung vom Kern, innerhalb dessen Hälfte der Gesamtlichtstärke von der Traube erhalten wird. Das ist normalerweise größer als der Kernradius.

Bemerken Sie, dass der Halblicht-Radius Sterne in den Außenteil der Traube einschließt, die zufällig entlang der Gesichtslinie liegen, so werden Theoretiker auch den Halbmassenradius (r) — der Radius vom Kern verwenden, der Hälfte der Gesamtmasse der Traube enthält. Wenn der Halbmassenradius einer Traube hinsichtlich der gesamten Größe klein ist, hat er einen dichten Kern. Ein Beispiel davon ist 3 (M3) Unordentlicher, der eine gesamte sichtbare Dimension von ungefähr 18 Kreisbogen-Minuten, aber einen Halbmassenradius von nur 1.12 Kreisbogen-Minuten hat.

Fast alle kugelförmigen Trauben haben einen Halblicht-Radius von weniger als 10 pc, obwohl es feste kugelförmige Trauben mit sehr großen Radien gibt (d. h. NGC 2419 (R = 18 pc) und Palomar 14 (R = 25 pc)).

Schließlich ist der Gezeitenradius die Entfernung vom Zentrum der kugelförmigen Traube, an der die Außenschwerkraft der Milchstraße mehr Einfluss über die Sterne in der Traube hat, als die Traube selbst tut. Das ist die Entfernung, in der die individuellen Sterne, die einer Traube gehören, weg durch die Milchstraße getrennt werden können. Der Gezeitenradius von M3 ist ungefähr 38 Kreisbogen-Minuten.

Massenabtrennung, Lichtstärke und Kernzusammenbruch

Im Messen der Lichtstärke-Kurve einer gegebenen kugelförmigen Traube als eine Funktion der Entfernung vom Kern nehmen die meisten Trauben in der Milchstraße fest in der Lichtstärke zu, als diese Entfernung bis zu einer bestimmten Entfernung vom Kern abnimmt, dann pendelt sich die Lichtstärke ein. Normalerweise ist diese Entfernung ungefähr 1-2 parsecs vom Kern. Jedoch haben ungefähr 20 % der kugelförmigen Trauben einen Prozess genannter "Kernzusammenbruch" erlebt. In diesem Typ der Traube setzt die Lichtstärke fort, fest den ganzen Weg zum Kerngebiet zuzunehmen. Ein Beispiel eines Kern-zusammengebrochenen kugelförmigen ist

M15.

denkt, kommt Kernzusammenbruch vor, wenn die massiveren Sterne in einer kugelförmigen Traube auf ihre weniger massiven Begleiter stoßen. Mit der Zeit veranlassen dynamische Prozesse individuelle Sterne, vom Zentrum der Traube zur Außenseite abzuwandern. Das läuft auf einen Nettoverlust der kinetischen Energie vom Kerngebiet hinaus, die restlichen im Kerngebiet gruppierten Sterne dazu bringend, ein kompakteres Volumen zu besetzen. Wenn diese gravothermal Instabilität vorkommt, wird das Hauptgebiet der Traube dicht überfüllt mit Sternen, und die Oberflächenhelligkeit der Traube bildet eine mit der Machtgesetzspitze. (Bemerken Sie, dass ein Kernzusammenbruch nicht der einzige Mechanismus ist, der solch einen Lichtstärke-Vertrieb verursachen kann; ein massives schwarzes Loch am Kern kann auch auf eine Lichtstärke-Spitze hinauslaufen.) Im Laufe einer langen Zeitspanne führt das zu einer Konzentration von massiven Sternen in der Nähe vom Kern, ein Phänomen genannt Massenabtrennung.

Die dynamische Heizungswirkung von binären Sternsystemen arbeitet, um einen anfänglichen Kernzusammenbruch der Traube zu verhindern. Wenn ein Stern in der Nähe von einem binären System geht, neigt die Bahn des letzten Paares dazu, sich zusammenzuziehen, Energie veröffentlichend. Nur nach der primordialen Versorgung von Dualzahlen werden wegen Wechselwirkungen erschöpft kann ein tieferer Kernzusammenbruch weitergehen. Im Gegensatz geht die Wirkung von Gezeitenstößen als eine kugelförmige Traube wiederholt durch das Flugzeug einer spiralförmigen Milchstraße neigt dazu, Kernzusammenbruch bedeutsam zu beschleunigen.

Die verschiedenen Stufen des Kernzusammenbruchs können in drei Phasen geteilt werden. Während einer Adoleszenz einer kugelförmigen Traube beginnt der Prozess des Kernzusammenbruchs mit Sternen in der Nähe vom Kern. Jedoch, die Wechselwirkungen zwischen binären Sternsystemen verhindert weiteren Zusammenbruch, weil sich die Traube mittlerem Alter nähert. Schließlich werden die Hauptdualzahlen entweder gestört oder vertrieben, auf eine dichtere Konzentration am Kern hinauslaufend.

Die Wechselwirkung von Sternen im zusammengebrochenen Kerngebiet veranlasst dichte binäre Systeme sich zu formen. Da andere Sterne mit diesen dichten Dualzahlen aufeinander wirken, vergrößern sie die Energie am Kern, der die Traube veranlasst sich wiederauszubreiten. Da die mittlere Zeit für einen Kernzusammenbruch normalerweise weniger ist als das Alter der Milchstraße, können viele kugelförmige Trauben einer Milchstraße eine Kernzusammenbruch-Bühne durchgeführt haben, haben sich dann wiederausgebreitet.

Das Hubble Raumfernrohr ist verwendet worden, um überzeugende Beobachtungsbeweise dieses massensortierenden Sternprozesses in kugelförmigen Trauben zur Verfügung zu stellen. Schwerere Sterne verlangsamen sich und drängen sich am Kern der Traube, während leichtere Sterne Geschwindigkeit aufnehmen und dazu neigen, mehr Zeit an der Peripherie der Traube zu verbringen. Die kugelförmige Sterntraube 47 Tucanae, der aus ungefähr 1 Million Sternen zusammengesetzt wird, ist eine der dichtesten kugelförmigen Trauben in der Südlichen Halbkugel. Diese Traube wurde einem intensiven fotografischen Überblick unterworfen, der Astronomen erlaubt hat, die Bewegung seiner Sterne zu verfolgen. Genaue Geschwindigkeiten wurden für fast 15,000 Sterne in dieser Traube erhalten.

Eine 2008-Studie durch John Fregeau von 13 kugelförmigen Trauben in der Milchstraße zeigt, dass drei von ihnen eine ungewöhnlich Vielzahl von Röntgenstrahl-Quellen oder Röntgenstrahl-Dualzahlen haben, darauf hinweisend, dass die Trauben mittleren Alters sind. Vorher waren diese kugelförmigen Trauben klassifiziert worden als, im Alter zu sein, weil sie sehr dichte Konzentrationen von Sternen in ihren Zentren, ein anderer Test volljährig verwendet von Astronomen hatten. Die Implikation ist, dass die meisten kugelförmigen Trauben, einschließlich der anderen von Fregeau studierten zehn, nicht im mittleren Alter, wie vorher gedacht, sind, aber wirklich in 'der Adoleszenz' sind.

Die gesamte Lichtstärke der kugelförmigen Trauben innerhalb der Milchstraße und der Milchstraße von Andromeda kann mittels einer Gaussian-Kurve modelliert werden. Dieser gaussian kann mittels eines durchschnittlichen Umfangs M und eine Abweichung σ vertreten werden. Dieser Vertrieb der kugelförmigen Traube-Lichtstärke wird Globular Cluster Luminosity Function (GCLF) genannt. (Für die Milchstraße, M =, σ = Umfänge.) Ist der GCLF auch als eine "Standardkerze" verwendet worden, für die Entfernung zu anderen Milchstraßen unter der Annahme zu messen, dass die kugelförmigen Trauben in entfernten Milchstraßen denselben Grundsätzen folgen, wie sie in der Milchstraße tun.

N-Körpersimulationen

Computerwissenschaft der Wechselwirkungen zwischen den Sternen innerhalb einer kugelförmigen Traube verlangt das Lösen, was das N-Körperproblem genannt wird. D. h. jeder der Sterne innerhalb der Traube wirkt ständig mit den anderen N1 Sternen aufeinander, wo N die Gesamtzahl von Sternen in der Traube ist. Rechenbetonte "Kosten" der naiven Zentraleinheit für eine dynamische Simulation nehmen im Verhältnis zu N zu, so können die potenziellen Rechenvoraussetzungen, um solch eine Traube genau vorzutäuschen, enorm sein. Eine effiziente Methode, mathematisch die N-Körperdynamik einer kugelförmigen Traube vorzutäuschen, wird durch das Unterteilen in kleine Volumina und Geschwindigkeitsreihen, und das Verwenden von Wahrscheinlichkeiten getan, um die Positionen der Sterne zu beschreiben. Die Bewegungen werden dann mittels einer Formel genannt die Gleichung von Fokker-Planck beschrieben. Das kann durch eine vereinfachte Form der Gleichung, oder durch das Laufen von Simulationen von Monte Carlo und das Verwenden zufälliger Werte gelöst werden. Jedoch wird die Simulation schwieriger, wenn die Effekten von Dualzahlen und der Wechselwirkung mit Außenschwerkraft-Kräften (solcher als von der Milchstraße-Milchstraße) auch eingeschlossen werden müssen.

Die Ergebnisse von N-Körpersimulationen haben gezeigt, dass die Sterne ungewöhnlichen Pfaden durch die Traube folgen können, häufig Schleifen bildend und häufig mehr direkt zum Kern fallend, als ein einzelner Stern würde, der eine Hauptmasse umkreist. Außerdem wegen Wechselwirkungen mit anderen Sternen, die auf eine Zunahme in der Geschwindigkeit hinauslaufen, gewinnen einige der Sterne genügend Energie, der Traube zu entkommen. Im Laufe langer Zeiträume der Zeit wird das auf eine Verschwendung der Traube hinauslaufen, ein Prozess hat Eindampfung genannt. Der typische zeitliche Rahmen für die Eindampfung einer kugelförmigen Traube ist 10 Jahre. 2010 ist es möglich geworden, direkt zu rechnen, durch den Stern, die N-Körpersimulationen einer kugelförmigen Traube über den Kurs seiner Lebenszeit die Hauptrolle zu spielen.

Binäre Sterne bilden einen bedeutenden Teil der Gesamtbevölkerung von Sternsystemen mit der bis zu Hälfte aller Sterne, die in binären Systemen vorkommen. Numerische Simulationen von kugelförmigen Trauben haben demonstriert, dass Dualzahlen hindern und sogar den Prozess des Kernzusammenbruchs in kugelförmigen Trauben umkehren können. Wenn ein Stern in einer Traube eine Gravitationsbegegnung mit einem binären System hat, besteht ein mögliches Ergebnis darin, dass die Dualzahl dichter gebundene und kinetische Energie wird, wird zum einsamen Stern hinzugefügt. Wenn die massiven Sterne in der Traube durch diesen Prozess beschleunigt werden, reduziert sie die Zusammenziehung am Kern und beschränkt Kernzusammenbruch.

Das äußerste Schicksal einer kugelförmigen Traube muss sein, entweder um Sterne an seinem Kern anwachsen zu lassen, seine unveränderliche Zusammenziehung oder allmählichen Ausfall von Sternen von seinen Außenschichten verursachend.

Zwischenformen

Die Unterscheidung zwischen Traube-Typen ist nicht immer

klar, und Gegenstände sind gefunden worden, dass den verschmieren

Linien zwischen den Kategorien. Zum Beispiel, BH 176

im südlichen Teil der Milchstraße hat Eigenschaften

sowohl eines offenen als auch einer kugelförmigen Traube.

2005 haben Astronomen einen völlig neuen Typ der Sterntraube in der Milchstraße von Andromeda entdeckt, die auf mehrere Weisen ist, die kugelförmigen Trauben sehr ähnlich sind. Die neuerfundenen Trauben enthalten Hunderttausende von Sternen, einer ähnlichen Zahl dazu, das in kugelförmigen Trauben gefunden ist. Die Trauben teilen andere Eigenschaften mit kugelförmigen Trauben wie Sternbevölkerungen und metallicity. Was sie von den kugelförmigen Trauben unterscheidet, ist, dass sie - mehrere hundert Lichtjahre über - und Hunderte von weniger dichten Zeiten viel größer sind. Die Entfernungen zwischen den Sternen sind deshalb innerhalb der kürzlich entdeckten verlängerten Trauben, viel größer. Parametrisch liegen diese Trauben irgendwo zwischen einer kugelförmigen Traube und einer sphäroidischen Zwergmilchstraße.

Wie diese Trauben gebildet werden, ist noch nicht bekannt, aber ihre Bildung könnte mit dieser von kugelförmigen Trauben gut verbunden sein. Warum M31 solche Trauben hat, während die Milchstraße nicht tut, ist noch nicht bekannt. Es ist auch unbekannt, wenn eine andere Milchstraße diese Typen von Trauben enthält, aber es würde sehr unwahrscheinlich sein, dass M31 die alleinige Milchstraße mit verlängerten Trauben ist.

Gezeitenbegegnungen

Wenn eine kugelförmige Traube eine nahe Begegnung mit einer großen Masse wie das Kerngebiet einer Milchstraße hat, erlebt es eine Gezeitenwechselwirkung. Der Unterschied im Ziehen des Ernstes zwischen dem Teil der Traube am nächsten die Masse und dem Ziehen auf dem weitesten Teil der Traube läuft auf eine Gezeitenkraft hinaus. Ein "Gezeitenstoß" kommt vor, wann auch immer die Bahn einer Traube es durch das Flugzeug einer Milchstraße nimmt.

Infolge eines Gezeitenstoßes können Ströme von Sternen vom Traube-Ring weggezogen werden, nur den Kernteil der Traube verlassend. Diese Gezeitenwechselwirkungseffekten schaffen Schwänze von Sternen, die sich bis zu mehreren Graden des Kreisbogens weg von der Traube ausstrecken können. Diese Schwänze normalerweise gehen beide voran und folgen der Traube entlang seiner Bahn. Die Schwänze können bedeutende Teile der ursprünglichen Masse der Traube ansammeln, und können klumpenmäßige Eigenschaften bilden.

Die kugelförmige Traube Palomar 5 ist zum Beispiel in der Nähe vom apogalactic Punkt seiner Bahn nach dem Durchführen der Milchstraße. Ströme von Sternen strecken sich äußer zur Vorderseite und Hinterseite des Augenhöhlenpfads dieser Traube aus, zu Entfernungen von 13,000 Lichtjahren ausstreckend. Gezeitenwechselwirkungen haben viel von der Masse von Palomar 5 abgezogen, und, wie man erwartet, gestalten weitere Wechselwirkungen, weil es den galaktischen Kern durchführt, es in einen langen Strom von Sternen um, die den Milchstraße-Ring umkreisen.

Gezeitenwechselwirkungen fügen kinetische Energie in eine kugelförmige Traube hinzu, drastisch die Eindampfungsrate vergrößernd und die Größe der Traube zusammenschrumpfen lassend. Nicht nur zieht Gezeitenstoß die Außensterne von einer kugelförmigen Traube aus, aber die vergrößerte Eindampfung beschleunigt den Prozess des Kernzusammenbruchs. Derselbe physische Mechanismus kann bei der Arbeit in sphäroidischen Zwergmilchstraßen wie der Schütze-Zwerg sein, der scheint, Gezeitenstörung wegen seiner Nähe zur Milchstraße zu erleben.

Es gibt viele kugelförmige Trauben mit einer rückläufigen Bahn um die Milchstraße.

Planeten

2000 wurden die Ergebnisse einer Suche nach riesigen Planeten in der kugelförmigen Traube 47 Tucanae bekannt gegeben. Der Mangel an irgendwelchen erfolgreichen Entdeckungen weist darauf hin, dass der Überfluss an Elementen (anders als Wasserstoff oder Helium) notwendig, um diese Planeten zu bauen, eventuell mindestens 40 % des Überflusses an der Sonne sein muss. Landplaneten sind bauen von schwereren Elementen wie Silikon, Eisen und Magnesium. Der sehr niedrige Überfluss an diesen Elementen in kugelförmigen Trauben bedeutet, dass die Mitglied-Sterne eine viel niedrigere Wahrscheinlichkeit haben, Erdmassensterne, wenn im Vergleich zu Sternen in der Nachbarschaft der Sonne zu veranstalten. Folglich wird das Ring-Gebiet der Milchstraße-Milchstraße, einschließlich kugelförmiger Traube-Mitglieder, kaum bewohnbare Landplaneten veranstalten.

Trotz der niedrigeren Wahrscheinlichkeit der riesigen Planet-Bildung gerade ist solch ein Gegenstand in der kugelförmigen Traube Unordentlichere 4 gefunden worden. Dieser Planet wurde entdeckt, einen Pulsar im binären Sternsystem PSR B1620-26 umkreisend. Die exzentrische und hoch aufgelegte Bahn des Planeten weist darauf hin, dass es um einen anderen Stern in der Traube gebildet worden sein kann, später dann in seine aktuelle Einordnung "ausgetauscht" wurde. Die Wahrscheinlichkeit von nahen Begegnungen zwischen Sternen in einer kugelförmigen Traube kann planetarische Systeme stören, von denen einige lose brechen, um freie Schwimmplaneten zu werden. Sogar nahe das Umkreisen von Planeten kann gestört werden, potenziell zu Augenhöhlenzerfall und einer Zunahme in der Augenhöhlenseltsamkeit und den Gezeiteneffekten führend.

Siehe auch

• Extragalactic Entfernungsskala
• Massenvorkalkulator von Leonard-Merritt
• Liste von kugelförmigen Trauben
• Modell von Plummer
• Polytropus
• Supersterntraube

Allgemeine Mittel

• Astrophysik-Datensystem von NASA hat eine Sammlung von vorigen Artikeln, aus allen Hauptastrophysik-Zeitschriften und vielen Konferenzverhandlungen.
• SCYON ist ein Sterntrauben gewidmetes Rundschreiben.
• BESCHEIDEN ist eine lose Kollaboration von Wissenschaftlern, die an Sterntrauben arbeiten.

Bücher

Übersichtsartikel

• Elson, Rebecca; Hütte, Piet; Inagaki, Shogo (1987). Dynamische Evolution von kugelförmigen Trauben. Jährliche Rezension der Astronomie und Astrophysik 25 565.
• Meylan, G.; Heggie, D. C. (1997). Innere Dynamik von kugelförmigen Trauben. Die Astronomie- und Astrophysik-Rezension 8 1.

Links

• Kugelförmige Trauben, SEDS Unordentlichere Seiten
• Milchstraße kugelförmige Trauben
• Katalog der Milchstraße kugelförmige Traube-Rahmen durch William E. Harris, Universität von McMaster, Ontario, Kanada
• Eine galaktische kugelförmige Traube-Datenbank durch Marco Castellani, Rom Astronomische Sternwarte, Italien
• Schlüsselsterne haben verschiedenen Geburtstag-Artikel beschreibt, wie Sterne in kugelförmigen Trauben in mehreren Brüchen, aber nicht plötzlich geboren sind
• Kugelförmige Trauben Blog Nachrichten, Papiere und Vorabdrucke auf Galaktischen Kugelförmigen Trauben
• Globular Clusters Group auf CiteULike
• Clickable Unordentlicherer Gegenstand-Tisch einschließlich kugelförmiger Trauben