130亿年古老星团正被银河系缓慢撕裂

一个星团周围逃逸的恒星表明，即使是古老、看似坚不可摧的星体系统，在银河系中心附近也会缓慢瓦解。

球状星团常被描述为早期银河系古老且紧密的“化石”。人们一直认为，这些密集的恒星团已经存续了数十亿年，并且保持不变。然而，新的观测表明，其中至少有一些远非稳定。天文学家现已捕捉到一个这样的星团——NGC 6569，它正将其恒星不断流失到银河系的中心核球中。

该研究通过详细的恒星“指纹”揭示，这个拥有130亿年历史的星团正在被银河系的引力缓慢撕裂，并以可测量的速率将恒星“喂”给周围的核球。研究作者指出：“我们对NGC 6569进行了首次宽视场、中分辨率的光谱巡天。我们的发现提供了证据，表明NGC 6569正通过潮汐剥离过程活跃地失去恒星。”这一发现为球状星团如何随时间溶解并重塑银河系的恒星构成，提供了罕见而直接的证据。

探测星团隐藏的恒星流失

NGC 6569距离地球约35，500光年，位于银河系拥挤的中心核球深处（这是银河系中数百万颗恒星挤在狭小空间内的区域）。它的质量相对较大，约为太阳质量的23万倍，并且其所含恒星的金属丰度高于许多其他球状星团。

研究这类星团非常困难，因为核球区域恒星密集，很难区分哪些恒星属于星团，哪些只是过客。为了克服这一挑战，研究人员使用了英澳望远镜作为“银河系核球潮汐逃逸恒星巡天”项目的一部分。该巡天的目标是了解球状星团如何在银河系中心附近的强大引力作用下缓慢瓦解。

研究人员收集了NGC 6569内部及周围303颗恒星的中分辨率光谱。这些光谱揭示了恒星的化学成分以及它们的运动速度。通过将这些信息与精确的运动数据结合，研究团队得以识别出那些曾经属于星团、但现在正逐渐漂离的恒星。

发生了多少流失？

这种方法让天文学家识别出了40颗位于星团主体之外的恒星，距离其中心7到30角分。这些恒星具有与NGC 6569相同的化学和运动特征。这些恒星被解释为真正的潮汐碎片——被银河系的引力潮汐从星团中拉出来的恒星。其中五颗似乎构成了环绕星团的微弱碎片晕。

团队还将仍束缚在星团内的恒星与周围的场星进行了比较。他们发现，附近约有35%的恒星与NGC 6569的运动特征一致，这表明该星团正嵌在自己被剥离出去的物质之中。通过结合化学数据和动力学模型，研究人员估计，NGC 6569正在以每百万年损失约1到1.5个太阳质量的速度流失恒星，这相当于在10亿年间损失其总质量的约5.6%。

为何这项球状星团发现很重要？

这些发现有助于解开天文学中一个长期存在的谜题。理论模型早就预测，银河系中心附近的球状星团会随时间推移失去大部分质量，但清晰的观测证据一直很少，尤其是对于核球内的星团。虽然大约四分之一的晕族球状星团显示出潮汐尾，但由于极端拥挤和尘埃遮挡，这种特征在核球星团中很少被探测到。这项研究表明，潮汐剥离不仅在核球内可能发生，而且正在活跃地进行。

结果还表明，像NGC 6569这样的球状星团，通过持续不断地向核球“捐赠”恒星，在构建银河系核球的过程中扮演着重要角色。

然而，这项研究也存在局限。关于该星团正穿过其自身潮汐碎片构成的管状结构的观点仍然是一个假说，需要通过能够模拟星团长期演化的详细N体模拟来检验。

接下来，研究人员计划将这种化学-动力学方法扩展到其他核球星团。通过这样做，他们希望更清晰地描绘出有多少球状星团正在缓慢溶解，以及银河系中心恒星群体中有多少来自这些古老的恒星系统。研究作者总结道：“将这种方法扩展到完整的MWBest样本，最终将阐明球状星团溶解在构建银河系核球过程中的累积作用。”

该研究已发表在arXiv预印本平台上。

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