Tätt packade som gnistrande bikupor i rymden. Så ser de klotformiga stjärnhoparna av hundratusentals stjärnor ut. Deras ursprung har länge varit ett mysterium, men nu kan forskare för första gången avslöja hur de uråldriga och gåtfulla stjärnsystemen bildas.
Klotformiga stjärnhopar har varit kända sedan teleskopet uppfanns på 1600-talet. De finns runt de flesta galaxer och nästan 200 har hittats kring Vintergatan. Trots att den här typen av stjärnhopar verkar utgöra en naturlig del av galaxer har deras ursprung gäckat astronomer, och inga teorier har ännu kunnat förklara hur de bildas.
Men tack vare ett internationellt samarbete har forskare, bland annat från Lunds universitet, lyckats lösa gåtan.
Krock mellan galaxer
En ny studie som bygger på kosmologiska superdatorsimuleringar visar att dvärggalaxer – små och ljussvaga galaxer med förhållandevis få stjärnor – spelar en avgörande roll.
– När galaxer krockar med varandra blir det möjligt för gas mellan galaxerna att komprimeras och skapa de klotformiga stjärnhoparna. Galaxkrockar var mycket vanliga i det tidiga universum, och små galaxer är mycket vanligare än stora galaxer. Dessa två faktorer gör dvärggalaxer till rena fabriker för klotformiga stjärnhopar, säger Oscar Agertz, astronomiforskare vid Lunds universitet, i ett pressmeddelande.
Mörk materia inget problem
Ett huvudbry för forskarna har tidigare varit att klotformiga stjärnhopar tycks sakna mörk materia, som tros vara en stor del av universums massa. Hur gas kunnat samlas så tätt och bilda stjärnor i det tidiga universum utan hjälp av mörk materia har inte varit uppenbart.
Men nu visar astronomernas datormodeller att det här inte alls är ett problem.
– Klotformiga stjärnhopar bildas inte där den mörka materian är som tätast, i galaxens centrum. De kan nämligen bildas utanför galaxens centrum, och till och med långt utanför sin värdgalax när denna krockar med andra galaxer. Detta gör att stjärnbildande gas kan komprimeras till de höga densiteter som behövs, säger Oscar Agertz.
Ny typ av dvärggalax
Med hjälp av simuleringar och avancerade modeller har forskare kunnat följa hur dvärggalaxer bildats från Big Bang fram till idag. Forskarna har också upptäckt en ny typ av objekt – klotformiga stjärnhopsliknande dvärggalaxer. De har egenskaper som placerar dem mitt emellan vanliga stjärnhopar och dvärggalaxer. Dessa objekt kan ge nya ledtrådar om galaxernas utveckling och om förhållandena i universums tidiga historia.
– Bildandet av klotformiga stjärnhopar har varit ett mysterium i hundratals år, så att kunna lägga till ytterligare kontext kring hur de bildas är fantastiskt. Dessutom är det väldigt spännande att kunna hitta en helt ny klass av objekt i simuleringarna, särskilt eftersom vi redan har identifierat en handfull kandidater som existerar i Vintergatan, säger forskaren Ethan Taylor vid Surrey’s School of Mathematics and Physics som lett studien.
Vetenskaplig artikel:
The emergence of globular clusters and globular cluster-like dwarfs, Nature.
