Mit dem Very Large Telescope (VLT) und dem Hubble Space Telescope (HST) der ESO haben Astronomen den Kugelsternhaufen NGC 2808 inspiziert arXiv Pre-Print-Repository, mehr Licht auf die chemische Zusammensetzung mehrerer Sternpopulationen in diesem Cluster werfen.
Kugelsternhaufen (GCs) sind Ansammlungen eng verbundener Sterne, die Galaxien umkreisen. Astronomen betrachten sie als natürliche Laboratorien, die Studien zur Entwicklung von Sternen und Galaxien ermöglichen. Insbesondere Kugelsternhaufen könnten Forschern helfen, die Entstehungsgeschichte und Entwicklung früher Galaxien besser zu verstehen, da der Ursprung von GCs eng mit Perioden intensiver Sternentstehung verbunden zu sein scheint.
In einer Entfernung von etwa 31.300 Lichtjahren ist NGC 2808 ein galaktischer GC im Sternbild Carina. Das Alter des Clusters wird auf 10,2 Milliarden Jahre geschätzt, er hat eine Masse von etwa 742.000 Sonnenmassen und seine Metallizität liegt bei -1,14. Frühere Beobachtungen von NGC 2808 haben ergeben, dass es mindestens drei Sternpopulationen beherbergt.
Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Marília Gabriela Carlos von der Universität Padua in Italien beschloss, eine vollständige chemische Charakterisierung der unterschiedlichen Sternpopulationen in NGC 2808 durchzuführen. Zu diesem Zweck verwendeten sie den FLAMES/GIRAFFE-Spektrographen des VLT sowie die beiden des HST Instrumente: der Utraviolett- und visuelle Kanal der Wide Field Camera 3 (UVIS/WFC3) und der Wide Field Channel der Advanced Camera for Surveys (WFC/ACS).
Pseudo-Zweifarbendiagramme oder Chromosomenkarten (ChM) von NGC 2808 zeigen, dass der Haufen fünf verschiedene Sternpopulationen beherbergt (bezeichnet von A bis E). Hochauflösende Spektren von FLAMES/GIRAFFE ermöglichten es den Astronomen, 70 rote Riesenaststerne (RGB) und 7 asymptotische Riesenaststerne (AGB) zu untersuchen. Sie bestimmten ihre stellaren Parameter und Häufigkeiten für sechs Elemente: Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Aluminium, Nickel und Eisen.
Im Allgemeinen ergab die Forschung, dass die leichten Elemente der untersuchten Sterne von einer Sternpopulation zur anderen variieren. Die maximalen internen Elementvariationen reichen von etwa 0,7 Dex in Kohlenstoff bis zu 1,1 Dex in Stickstoff und Aluminium und bis zu mehr als 1,3 Dex in Sauerstoff. Was die Eisenpeak-Elemente anbelangt, zeigen sie vernachlässigbare Unterschiede zwischen den verschiedenen Populationen. Diese Ergebnisse sind typisch für mehrere Sternpopulationen in der Stichprobe bekannter Kugelsternhaufen.
Darüber hinaus fand die Studie heraus, dass die Sterne der Populationen A und B im Allgemeinen einen geringeren Gehalt an Aluminium und Stickstoff im Gegensatz zu einer höheren Häufigkeit an Sauerstoff und Kohlenstoff aufweisen. Es stellte sich heraus, dass, während die Häufigkeit von Aluminium und Stickstoff für die Populationen C und D allmählich höher wurde und ihre höchsten Werte in Population E erreichte, die Häufigkeit von Sauerstoff und Kohlenstoff systematisch geringer wurde. Es wurde hinzugefügt, dass D und E die am stärksten mit Helium angereicherten Populationen sind und keine signifikanten Unterschiede bei den leichten Elementen aufweisen.
Die Forscher stellten fest, dass ihre Beobachtungen einen AGB-Stern mit der Bezeichnung N2808_2_9_wf entdeckten, der stark an Sauerstoff verarmt ist (in Übereinstimmung damit, dass er reich an Helium ist) und stark an Aluminium angereichert ist, was die aktuellen Modelle der Sternentwicklung in Frage stellt.
„Unsere Entdeckung zeigt zusammen mit früheren spektroskopischen Beweisen eines AGB-Sterns, der mit der Population D assoziiert ist, dass sich Sterne mit hoher Heliumhäufigkeit zu AGB entwickeln können. Eine ähnliche Schlussfolgerung ergibt sich aus den ChMs von AGB-Sternen, die unterschiedliche Populationen von AGB-Sternen offenbaren, die sind mit Population D und möglicherweise Population E assoziiert. Diese Ergebnisse scheinen im Widerspruch zu den Vorhersagen von Evolutionsmodellen der heliumreichen Sterne zu stehen, die die AGB-Phase überspringen sollten“, erklärten die Autoren der Veröffentlichung.
Mehr Informationen:
M. Carlos et al, Die chemische Zusammensetzung mehrerer Sternpopulationen im Kugelsternhaufen NGC 2808, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2212.01319
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