Τα σφαιρικά σμήνη αποτελούν πηγή γοητείας από τότε που οι αστρονόμοι τις παρατήρησαν για πρώτη φορά τον 17ο αιώνα. Αυτές οι σφαιρικές συλλογές αστεριών είναι από τα παλαιότερα γνωστά αστέρια στο Σύμπαν και μπορούν να βρεθούν στις εξωτερικές περιοχές των περισσότερων γαλαξιών. Λόγω της ηλικίας τους και του γεγονότος ότι σχεδόν όλοι οι μεγαλύτεροι γαλαξίες φαίνεται να τους έχουν, ο ρόλος τους στη γαλαξιακή εξέλιξη παρέμεινε κάτι μυστήριο.
Προηγουμένως, οι αστρονόμοι ήταν της άποψης ότι τα σφαιρικά σμήνη ήταν μερικά από τα πρώτα αστέρια που είχαν σχηματιστεί στο Σύμπαν, περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Ωστόσο, μια νέα έρευνα έδειξε ότι αυτές οι συστάδες μπορεί στην πραγματικότητα να είναι περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια νεότεροι, περίπου 9 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτά τα ευρήματα μπορεί να αλλάξουν την κατανόησή μας για το πώς σχηματίστηκε ο Γαλαξίας και άλλους γαλαξίες και πώς δημιουργήθηκε το ίδιο το Σύμπαν.
Η μελέτη, με τίτλο «Επανεκτίμηση παλαιών αστρικών πληθυσμών», εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο και αξιολογείται για δημοσίευση στο Οι Μηνιαίες Ειδοποιήσεις για τη Βασιλική Αστρονομική Εταιρεία. Η μελέτη διεξήχθη από την Dr. Elizabeth Stanway, αναπληρώτρια καθηγήτρια στην ομάδα Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Warwick του Ηνωμένου Βασιλείου και επικουρείται από τον Dr. J.J. Ο Eldridge, ανώτερος λέκτορας στο Πανεπιστήμιο του Ώκλαντ της Νέας Ζηλανδίας.
Για χάρη της μελέτης τους, ο Dr. Stanway και ο Dr. Eldridge ανέπτυξαν μια σειρά νέων ερευνητικών μοντέλων που σχεδιάστηκαν για να επανεξετάσουν την εξέλιξη των αστεριών. Αυτά τα μοντέλα, γνωστά ως μοντέλα Binary Population and Spectral Synthesis (BPASS), είχαν προηγουμένως αποδειχθεί αποτελεσματικά στην εξερεύνηση των ιδιοτήτων των νέων αστρικών πληθυσμών εντός του Γαλαξία μας και σε όλο το Σύμπαν.
Χρησιμοποιώντας αυτά τα ίδια μοντέλα, ο Δρ Eldridge μελέτησε ένα δείγμα σφαιρικών σμήνων στον Γαλαξία και τους κοντινούς ήσυχους γαλαξίες. Επίσης, έλαβαν υπόψη τις λεπτομέρειες της εξέλιξης των δυαδικών αστεριών σε σφαιρικά σμήνη και τις χρησιμοποίησαν για να εξερευνήσουν τα χρώματα του φωτός και των φασμάτων από παλιούς δυαδικούς πληθυσμούς. Με λίγα λόγια, η εξέλιξη του δυαδικού αστεριού αποτελείται από ένα αστέρι που επεκτείνεται σε έναν γίγαντα, ενώ η βαρυτική δύναμη του μικρότερου αστεριού απομακρύνει την ατμόσφαιρα του γίγαντα.
Αυτό που βρήκαν ήταν ότι αυτά τα δυαδικά συστήματα ήταν περίπου 9 δισεκατομμύρια χρόνια. Δεδομένου ότι αυτά τα αστέρια πιστεύεται ότι έχουν σχηματιστεί ταυτόχρονα με τα ίδια τα σφαιρικά σμήνη, αυτό έδειξε ότι τα σφαιρικά σμήνη δεν είναι τόσο παλιά όσο έχουν προτείνει άλλα μοντέλα. Όπως είπε ο Δρ Stanway για τα μοντέλα BPASS, αυτή και ο Δρ Eldridge ανέπτυξαν:
«Ο προσδιορισμός των ηλικιών για τα αστέρια εξαρτάται πάντα από τη σύγκριση των παρατηρήσεων με τα μοντέλα που ενσωματώνουν την κατανόησή μας για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται τα αστέρια. Αυτή η κατανόηση έχει αλλάξει με την πάροδο του χρόνου και γνωρίζουμε όλο και περισσότερο τις επιπτώσεις της αστρικής πολλαπλότητας - τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των αστεριών και των δυαδικών και τριτογενών συντρόφων τους.
Εάν είναι σωστό, αυτή η μελέτη θα μπορούσε να ανοίξει νέους δρόμους έρευνας σχετικά με το πώς σχηματίζονται τεράστιοι γαλαξίες και τα αστέρια τους. Ωστόσο, ο Δρ Στάνγουεϊ παραδέχεται ότι μένει ακόμη πολύ δουλειά, το οποίο περιλαμβάνει την εξέταση κοντινών συστημάτων αστεριών όπου μπορούν να επιλυθούν μεμονωμένα αστέρια - αντί να εξετάσουμε το ενσωματωμένο φως ενός σμήνους. Ωστόσο, η μελέτη θα μπορούσε να έχει τεράστια σημασία για την κατανόησή μας για το πώς και πότε σχηματίστηκαν οι γαλαξίες στο Σύμπαν μας.
«Εάν είναι αλήθεια, αλλάζει την εικόνα μας για τα πρώτα στάδια της εξέλιξης του γαλαξία και όπου τα αστέρια που κατέληξαν στους σημερινούς μαζικούς γαλαξίες, όπως ο Γαλαξίας, μπορεί να έχουν σχηματιστεί», είπε. «Στόχος μας είναι να παρακολουθήσουμε αυτήν την έρευνα στο μέλλον, διερευνώντας τόσο τις βελτιώσεις στη μοντελοποίηση όσο και τις παρατηρήσιμες προβλέψεις που προκύπτουν από αυτές».
Ένα αναπόσπαστο μέρος της κοσμολογίας είναι η κατανόηση του πότε το Σύμπαν έγινε έτσι όπως είναι, όχι μόνο πώς. Καθορίζοντας πόσο παλιά είναι τα σφαιρικά σμήνη, οι αστρονόμοι θα έχουν ένα άλλο κρίσιμο κομμάτι του παζλ για το πώς και πότε σχηματίστηκαν οι πρώτοι γαλαξίες. Και αυτά, σε συνδυασμό με τις παρατηρήσεις που κοιτάζουν στις πρώτες εποχές του Σύμπαντος, θα μπορούσαν απλώς να αποδώσουν ένα πλήρες μοντέλο κοσμολογίας.
