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# Physique# Astrophysique des galaxies

Déchiffrer les formes et les rotations des amas globulaires

Des recherches montrent des formes complexes et des motifs de rotation dans les amas globulaires.

Mauricio Cruz Reyes, Richard I. Anderson

― 6 min lire


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Les Amas globulaires (GC) sont des groupes d'Étoiles qui se rassemblent en une sorte de boule. On a souvent tendance à les considérer comme sphériques, surtout pour ceux qui ne les étudient pas de près. Mais avec le temps, les chercheurs ont découvert que ces amas ne sont pas parfaitement ronds. Beaucoup d'entre eux ont des Formes qui ressemblent plus à des ellipses qu'à des cercles.

Cette étude se concentre sur la mesure des formes de 163 amas globulaires. Les chercheurs ont utilisé des données d'une mission de l'Agence spatiale européenne connue pour sa capacité à localiser les étoiles. Ces données étaient cruciales car elles permettaient aux scientifiques de distinguer quelles étoiles appartiennent aux amas et lesquelles sont plus éloignées, surtout dans des zones peuplées d'étoiles.

La forme moyenne des amas analysés a montré que la plupart tendent à être allongés. Pour un petit groupe de 11 amas qui avaient déjà été étudiés avec d'autres méthodes, des résultats similaires ont été trouvés. L'équipe a aussi examiné la relation entre l'axe mineur de ces formes Elliptiques et la rotation des amas. Ils ont remarqué que dans certains cas, la direction de l'axe mineur s'aligne avec la direction dans laquelle l'amas tourne.

En utilisant des mesures de la vitesse de mouvement des étoiles dans ces amas, les chercheurs ont découvert une rotation dans trois amas spécifiques : NGC 5139, NGC 104 et NGC 6341. Ils ont noté que dans ces cas, l'axe mineur des ellipses correspondait aux axes de rotation réels lorsqu'on les regardait de côté.

Les chercheurs voulaient voir si la rotation pouvait être détectée dans plus d'amas au-delà des trois. Ils ont passé en revue des études précédentes et ont trouvé qu'à travers différentes références, l'alignement entre les formes elliptiques et la direction de la rotation variait entre 76% et 100% pour les amas examinés. Quand certains amas ne montraient pas d'alignement, on pensait que c'était à cause des différentes tailles et méthodes utilisées dans les études antérieures.

Des recherches ont également montré que la manière dont un amas tourne peut changer selon la distance au centre. Plus d'observations sont attendues dans de futures études qui rassembleront plus de données, permettant aux scientifiques d'analyser beaucoup plus d'étoiles. Cela aidera à clarifier la relation entre les formes et les Rotations de ces amas.

Les amas globulaires sont souvent vus comme des collections rondes d'étoiles. Pourtant, des études ont montré que leurs formes peuvent différer considérablement d'une sphère parfaite. Des recherches d'il y a plus d'un siècle ont souligné que les formes de ces amas pourraient être mieux décrites comme des ellipsoïdes.

Quand les chercheurs ont regardé la distribution des étoiles dans plusieurs amas globulaires, ils ont trouvé beaucoup qui ne sont pas sphériques. Un rapport analysant les données d'étoiles de 157 amas a montré qu'il était courant qu'ils affichent une certaine nonsphéricité, avec un nombre significatif montrant encore ces caractéristiques.

Malgré les limitations des techniques de mesure par le passé, des avancées supplémentaires ont permis aux scientifiques de proposer des méthodes plus claires pour analyser les formes des amas. Les données existantes provenant de plusieurs enquêtes, utilisant différentes techniques, ont permis de construire une image plus précise des formes de ces amas globulaires.

De plus, le concept de rotation dans les amas globulaires n'est pas nouveau. Il a d'abord été observé dans certains amas bien connus grâce à des mesures spécifiques du mouvement des étoiles. Beaucoup de ces études ont conclu que les amas tournent généralement. Une enquête plus récente a rapporté qu'au moins 21 sur 25 amas étudiés montraient des signes de rotation.

Il est important de comprendre que l'angle de rotation peut varier selon l'échelle à laquelle il est mesuré. Dans les cas où les échelles ne sont pas uniformes, la rotation peut sembler incohérente.

Alors que les études sur les formes et la rotation des amas globulaires se poursuivent, une question intéressante se pose : y a-t-il une relation entre la forme d'un amas et sa manière de tourner ? Les premières observations ont suggéré une connexion. Des études comparant les cartes de rotation avec les formes ont montré que les amas avec une rotation notable avaient souvent des formes spécifiques.

Cependant, d'autres études ont contesté une relation significative, citant des méthodes et mesures différentes qui ont conduit à des résultats variés. Des méthodes non cohérentes ont pu affecter les conclusions tirées des données.

Avec l'augmentation de la distance d'un amas, mesurer précisément les formes des amas devient plus difficile. La résolution des observations diminue, rendant plus compliqué l'identification des motifs d'étoiles qui définissent les amas.

Des études antérieures ont montré qu'un nombre moyen d'étoiles est requis pour voir des formes fiables, et les amas avec moins de membres peuvent ne pas fournir des mesures solides. Par exemple, les techniques de mesure ont montré que seulement quelques amas avec moins de 100 étoiles ont précédemment mesuré des formes conformes aux attentes d'ellipticité.

L'objectif de la recherche en cours est d'explorer et de réanalyser ces formes en tenant compte des avancées dans les techniques de mesure. Les nouvelles données pourraient potentiellement fournir une meilleure clarté sur les liens entre les formes et la rotation dans ces amas.

Des télescopes et des outils de recherche plus sophistiqués pourraient améliorer la capacité d'analyser la structure de ces étoiles. L'utilisation de télescopes à champ large pourrait augmenter considérablement le nombre d'étoiles observées dans diverses régions, menant à de meilleures observations des amas et de leur formation.

Des études récentes soulignent également l'importance de collecter des ensembles de données divers sur les étoiles au sein de ces amas. Rassembler un jeu de données plus vaste permet aux chercheurs de créer de meilleurs modèles et des mesures plus précises.

Les résultats de la recherche suggèrent que les prochaines étapes devraient se concentrer sur ces avancées pour examiner plus en profondeur la dynamique des amas globulaires, leurs formes et leurs rotations.

À mesure que les mesures s'améliorent et que la base de données sur les étoiles s'élargit, la capacité à détecter la rotation dans un éventail plus large d'amas augmentera probablement, permettant une compréhension plus complète de ces structures fascinantes dans notre galaxie.

En résumé, les formes et la rotation des amas globulaires offrent une opportunité excitante d'étudier comment ils se forment et évoluent au fil du temps. Malgré les défis du passé, l'engagement envers la recherche continue et l'amélioration des techniques d'observation promettent de révéler davantage sur ces objets cosmiques intrigants.

Cette recherche est un pas vers la découverte des complexités de la façon dont les amas globulaires se comportent et interagissent dans l'univers, fournissant des aperçus essentiels sur la nature de notre galaxie et au-delà.

Source originale

Titre: Relation between the geometric shape and rotation of Galactic globular clusters

Résumé: We homogeneously measured the elliptical shapes of 163 globular clusters (GCs) using the on-sky distribution of their cluster members and the third data release of the ESA mission Gaia (DR3). The astrometry enables the differentiation of stars within clusters from those in the field. This feature is particularly valuable for clusters located in densely populated areas of the sky, where conventional methods for measuring the geometry of the GCs are not applicable. The median axial ratio of our full sample is $\langle b/a \rangle = 0.935^{+0.033}_{-0.090}$ and $0.986^{+0.009}_{-0.004}$ for the subset of 11 GCs previously studied based on Hubble Space Telescope imaging. We investigated whether the minor axis of the ellipses can be interpreted as a pseudo-rotation axis by comparing it to measurements of cluster rotation. Using the radial velocities from Gaia, we detected rotation for three clusters, NGC 5139, NGC 104, and NGC 6341, and observed an alignment between the pseudo-rotation axis and the 2D projection of the real rotation axis. To expand the set of clusters for which rotation has been detected, we analyzed multiple literature references. Depending on the reference used for comparison, we observed an alignment in between 76% to 100% of the clusters. The lack of an alignment observed in some clusters may be linked to different scales analyzed in various studies. Several studies have demonstrated that the orientation of rotation varies with the distance from the center. We estimate that the next Gaia release will increase the number of stars with radial velocities in GCs from $\sim 10,000$ in Gaia DR3 to $\sim 55,000$ in Gaia DR4. This will enable the measurement of rotation and ellipticities at identical angular scales for additional clusters, which will help us to clarify whether the previously mentioned alignment occurs in all clusters.

Auteurs: Mauricio Cruz Reyes, Richard I. Anderson

Dernière mise à jour: 2024-08-01 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2408.00605

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2408.00605

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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