Шаровые звездные скопления

Шаровые скопления — это плотные системы, состоящие из большого числа (нескольких сотен тысяч — нескольких миллионов) звезд. Находятся на периферии Млечного Пути и в других галактиках. Их форма правильная, почти сферическая. Они выглядят как светящиеся шары. В нашей Галактике их найдено около 200.

Наблюдения. Для шаровых скоплений характерна скученность звезд, особенно в
центральных областях. И действительно, если в области Солнца среднее расстояние между звездами 6—7 световых лет, в шаровых скоплениях они находятся на расстоянии примерно 6 световых месяцев друг от друга, а в ядрах скоплений оно сокращается до 2 световых месяцев. Диаметры скоплений составляют приблизительно 100 световых лет, а удаленность от Земли — десятки тысяч световых лет. Самое дальнее находится от нас на расстоянии, превышающем 200 000 световых лет.
При наблюдении шаровые скопления резко выделяются среди других объектов. Самые яркие — со Центавра, 47-я Тукана, M13 и М92 Геркулеса, МЗ Гончих Псов, М4 Скорпиона, М22 Стрельца и М5 Змеи.При наблюдении в бинокль шаровое скопление выглядит размытым светящимся пятнышком. Чтобы разглядеть звезды, особенно в периферийных частях, нужен телескоп среднего диаметра с большим увеличением. Не надо обманываться тем фактом, что многие шаровые скопления значатся в каталогах как яркие, 5—7-й звездной величины, то есть теоретически их можно наблюдать с помощью несложных инструментов. Но указанная звездная величина — составная общая для всего объекта. Ведь скопление, как туманность или галактика, не является точечным объектом, и его свет распределен по всей поверхности, делая его менее заметным, чем ожидается.

Возраст и состав. Звезды шаровых скоплений самые старые в нашей Галактике. Их возраст составляет 5—6, а то и более 10 млрд. лет. На диаграмме Герцшпрунга — Рессела это старейшие звезды населения II. Поэтому их изучение позволяет понять состав первородной материи, из которой образовалась Галактика.
Итак, внутри шаровых скоплений находятся пульсирующие переменные звезды, характерные для таких звездных популяций, как RR Лиры и W Девы. В одном звездном скоплении химический состав звезд одинаков. Но у разных звездных скоплений он может сильно различаться. В целом звезды шаровых скоплений из-за их преклонного возраста состоят из тяжелых элементов. Скопления, находящиеся ближе к центру Галактики (дисковые скопления), богаче металлами, чем скопления, находящиеся на ее периферии (скопления гало).

Распространение и динамика.  Шаровые скопления локализуются в галактических гало и находятся на орбите как спутники вокруг центра Млечного Пути. Их распределение практически сферическое, и поэтому они сильно отодвинуты от диска Галактики. Такое распределение привело астрономов к двум выводам. С одной стороны — что у протооблака, из которого сформировалась Галактика, должна была быть сферическая форма, которая сохранилась при распределении шаровых скоплений; с другой стороны — что такое распределение позволяет определить положение центра Галактики, а следовательно и удаленность от него Солнечной системы. И действительно, предположив, что шаровые скопления симметрично расположены вокруг галактического центра, замерив, положение на небе и расстояние от Солнечной системы, можно определить расстояние от центра Млечного Пути, находящегося в направлении созвездия Стрельца, которое составляет около 33 000 световых лет. Как уже говорилось выше, шаровые скопления находятся на орбите вокруг Млечного Пути, совершают свое обращение за
сотни миллионов лет по очень вытянутым эллиптическим орбитам, по-разному наклоненным к диску Галактики.
Их плотность такова, что приливно-отливные силы, доминирующие в галактической плоскости, здесь имеют второстепенное значение, а поэтому они распадаются, но за гораздо более долгое время, чем рассеянные скопления. Подсчеты показали, что за один миллиард лет разрушается только 5 шаровых скоплений.
Шаровые звездные скопления во множестве наблюдаются также во внешних галактиках (например, в эллиптическом гиганте М87 в созвездии Девы), особенно вокруг эллиптических галактик, но их меньше вокруг спиральныхгалактик.