Gran 5 ist kein gewöhnlicher Haufen. In einer Entfernung von etwa 14 600 Lichtjahren besteht er aus Sternen mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen, was auf eine komplexe Entwicklungsgeschichte hindeuten könnte. Dieser kürzlich entdeckte Haufen hat eine Masse von 22 900 Sonnenmassen und scheint mit den kinematischen Strukturen der Milchstraße verbunden zu sein.
Kugelsternhaufen wie Gran 5 sind natürliche Labore, um die Sternentwicklung zu untersuchen. Die chemische Zusammensetzung der Sterne, aus denen sie bestehen, gibt Aufschluss über die frühen Phasen der Galaxienbildung, die von Explosionen und Sternentstehung geprägt waren. Die Untersuchung der Sternpopulationen dieser Haufen hilft den Forschern, die Dynamik und Geschichte der Milchstraße besser zu verstehen.
Um Gran 5 im Detail zu untersuchen, wählten Dongwook Lim und sein Team von der Yonsei-Universität in Korea sieben Sterne des Haufens aus und beobachteten sie mit einem hochauflösenden Infrarotspektrometer, dem IGRINS, das am Gemini-South-Teleskop installiert ist. Diese Technologie ermöglicht es, die chemischen und kinematischen Eigenschaften der Sterne mit hoher Präzision zu analysieren.
Unter den sieben beobachteten Sternen konnten die Forscher bestätigen, dass sechs von ihnen zu Gran 5 gehörten, während ein Stern aufgrund einer deutlich anderen Radialgeschwindigkeit ausgeschlossen wurde. Diese sechs Sterne mit einer Radialgeschwindigkeit von -60 km/s teilen eine niedrige Metallizität von etwa -0,65 dex, was ihre Zugehörigkeit zu diesem Kugelsternhaufen bestätigt.
Die chemische Analyse der sechs Sterne zeigte zwei unterschiedliche Populationen, die durch unterschiedliche Metallizitätsniveaus gekennzeichnet sind, -0,76 und -0,55 dex beziehungsweise. Da andere kinematische oder atmosphärische Parameter diese Unterschiede nicht erklären, schlussfolgern die Forscher, dass es innerhalb des Haufens zwei Sternpopulationen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen gibt.
Dieses Phänomen ist bei einem so massearmen Kugelsternhaufen beispiellos. Es stellt die Idee in Frage, dass Gran 5 mit der Struktur Gaia-Enceladus im galaktischen Halo in Verbindung steht. Die beobachteten Merkmale deuten vielmehr auf einen Ursprung im galaktischen Bulge oder in der Scheibe der Milchstraße hin.
Um diese Metallizitätsvielfalt zu erklären, nehmen die Astronomen an, dass der Haufen komplexen Entwicklungsprozessen oder sogar einem erheblichen Masseverlust im Laufe der Zeit unterworfen war. Dies könnte erklären, warum Gran 5 so einzigartige Merkmale im Vergleich zu anderen massearmen Kugelsternhaufen aufweist.
Was ist ein dex?
Der dex ist eine logarithmische Einheit, die in der Astronomie häufig verwendet wird, um die Metallizität oder unterschiedliche chemische Häufigkeiten zwischen Himmelsobjekten auszudrücken. Er ermöglicht es, die Vergleiche von Elementkonzentrationen in Sternen oder anderen Objekten zu vereinfachen.
Die dex-Schreibweise basiert auf einer logarithmischen Skala zur Basis 10. Beispielsweise bedeutet eine Metallizität von -0,5 dex im Vergleich zur Sonne, dass die Konzentration an Elementen, die schwerer sind als Wasserstoff und Helium, um den Faktor von 10 hoch -0,5 kleiner ist als bei der Sonne.
In der Praxis ermöglicht der Einsatz des dex den Astronomen, chemische Unterschiede zwischen verschiedenen Himmelsobjekten leicht zu quantifizieren. Diese Einheit wird hauptsächlich in Metallizitätsstudien verwendet, um die chemische Entwicklung von Galaxien und Sternhaufen zu erfassen.
Der dex ist daher eine wertvolle Einheit, um chemische Häufigkeiten präzise zu vergleichen, während eine kompakte und praktische Schreibweise für große Variationen beibehalten wird.