就像同齡人在外表和形狀上會(huì)有很大的不同一樣，星星或恒星聚集體的集合（星團(tuán)）也是如此。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的新觀測表明，在星團(tuán)的演化過程中，僅僅按時(shí)間順序排列的年齡并不能說明完整的故事。

先前對(duì)星團(tuán)形成和演化的研究表明，這些系統(tǒng)在形成時(shí)往往是小型和致密的，然后隨著時(shí)間推移膨脹成為大小兩種規(guī)模的星團(tuán)。在大麥哲倫星云(LMC)星系中，新哈勃觀測增加了我們對(duì)LMC中星團(tuán)大小如何隨時(shí)間變化的理解。

星團(tuán)是許多(百萬為單位)恒星的聚集體，也是活躍的系統(tǒng)，其中恒星之間的相互引力相互作用會(huì)隨著時(shí)間推移改變星團(tuán)結(jié)構(gòu)(天文學(xué)家稱之為“動(dòng)態(tài)老化”)。由于這種相互作用，重恒星傾向于逐漸向星團(tuán)的中心區(qū)域下沉，而低質(zhì)量的恒星則可以逃離系統(tǒng)。這導(dǎo)致星團(tuán)核心在不同的時(shí)間尺度上逐漸收縮，這意味著具有相同時(shí)間年齡的星團(tuán)由于其不同的“動(dòng)態(tài)年齡”，在外觀和形狀上可能會(huì)有很大的不同。大麥哲倫星云位于離地球近16萬光年的地方，是銀河系的一個(gè)衛(wèi)星星系。

大麥哲倫星云擁有覆蓋廣泛年齡的星團(tuán)。這與銀河系不同，銀河系主要包含較老的星團(tuán)。在大麥哲倫星云中觀察到的星團(tuán)大小隨年齡變化的分布非常令人費(fèi)解，因?yàn)槟贻p的星團(tuán)都是小型的，而最古老的系統(tǒng)既有小的也有大的。所有的星團(tuán)，包括那些在大麥哲倫星云中的星團(tuán)，都被發(fā)現(xiàn)擁有一種被稱為“藍(lán)離散星”的特殊類型，充滿活力的恒星。在某些情況下，恒星會(huì)收到額外的燃料，使它們膨脹起來，并大大地使它們變得明亮。

如果一顆恒星從鄰居那里拉出物質(zhì)，或者它們相撞，就會(huì)發(fā)生這種情況。作為動(dòng)態(tài)老化的結(jié)果，較重的恒星隨著星團(tuán)老化而向星團(tuán)中心下沉，這一過程類似于沉降，稱為“中心分離”。藍(lán)離散星是明亮的，這使得它們相對(duì)容易觀察，并且有很高的質(zhì)量，這意味著它們受到中心分離的影響，可以用來估計(jì)星團(tuán)的動(dòng)態(tài)年齡。研究團(tuán)隊(duì)使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀察了五個(gè)(同時(shí)代)不同大小的老大麥哲倫星云星團(tuán)中的藍(lán)離散星，并成功地按照動(dòng)態(tài)年齡對(duì)它們進(jìn)行了排序。

研究證明了不同的星團(tuán)結(jié)構(gòu)，是由于不同程度的動(dòng)態(tài)老化造成：盡管它們是在同一宇宙時(shí)間誕生，但它們的物理形狀不同。這是首次在大麥哲倫星云星團(tuán)中測量到動(dòng)態(tài)老化的影響。這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步的研究提供了有趣領(lǐng)域，因?yàn)樗鼈兘沂玖艘环N新穎而有價(jià)值的方式來觀測大麥哲倫星云星團(tuán)的觀察模式，為大麥哲倫星云星系中的星團(tuán)形成歷史提供了新線索，其研究成果發(fā)表在《自然天文學(xué)》期刊上。

博科園｜研究/來自：ESA /哈勃信息中心

參考期刊《自然天文學(xué)》

DOI: 10.1038/s41550-019-0865-1

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