צבירים כדוריים הם אזורים בחלל בהם הכוכבים ארוזים בצפיפות - צפיפות פי 10,000 משכונת הכוכבים המקומית שלנו. עדויות חדשות מטלסקופ החלל האבל הראו כי אשכולות כדוריים ימצאו את עצמן החוצה, אוגרים כוכבים מסיביים יותר במרכז ודוחפים את הכוכבים הפחות מאסיביים אל הקצוות. האבל תפס תמונות של אשכול כדוריות 47 טוקאנה במשך כמעט 7 שנים, ומאפשר לאסטרונומים לשרטט בזהירות את עמדות הכוכבים הנעים באשכול, ואז לחשב כמה הם קרובים למרכז.
דמיין לעצמך שאתה מנסה להבין איך משחק כדורגל עובד על סמך רק כמה תצלומי תמונה מטושטשים של המשחק. אסטרונומים התמודדו עם אתגר זה כשמדובר בהבנת הדינמיקה של נחיל הכוורות של הכוכבים באשכולות הכוכבים הכדוריים שמקיפים את גלקסיית שביל החלב שלנו. כעת, טלסקופ החלל האבל של נאס"א סיפק לאסטרונומים את הראיות התצפיתיות הטובות ביותר עד כה כי אשכולות כדוריים ממיינים כוכבים לפי המסה שלהם, הנשלטת על ידי משחק כדור ביליארד בכבידה בין כוכבים. כוכבים כבדים מאטים יותר ושוקעים אל ליבת האשכול, בעוד שכוכבים קלים יותר מרימים מהירות ועוברים על פני האשכול לפריפריה שלו. תהליך זה, המכונה "הפרדה המונית", נחשד זה מכבר באשכול כוכבי כדוריים, אך מעולם לא נראה ישירות בפעולה.
מקבץ כדורי טיפוסי מכיל כמה מאות אלפי כוכבים. למרות שצפיפות הכוכבים קטנה מאוד בפרברי מערכות כוכבים כאלה, צפיפות הכוכבים הסמוכה למרכז יכולה להיות גבוהה פי 10,000 מאשר בסביבתה המקומית של השמש שלנו. אם היינו חיים באזור כזה של חלל, שמי הלילה היו משופעים עם 10,000 כוכבים שיהיו קרובים אלינו יותר מאשר הכוכב הקרוב ביותר לשמש, אלפא קנטאורי, שנמצאת במרחק של 4.3 שנות אור (או פי 215,000 מהמרחק) בין כדור הארץ לשמש). כמו מכונית רכבת תחתית עמוסת נוסעים, הצפיפות הכוכבית הזו מגדילה מאוד את ההסתברות למפגשים בין כוכבים, אפילו התנגשויות ומיזוגים. התוצאה המצטברת של מפגשים רבים כאלה היא ההפרדה ההמונית הצפויה מבחינה תיאורטית. אך יחד עם זאת תנאים צפופים כאלה מקשים מאוד על זיהוי כוכבים בודדים.
אסטרונומים נאלצו להמתין לחדות הקיצונית של חזונו של האבל כדי להתחקות אחר תנועותיהם של אלפי כוכבים רבים באשכול גלובלי אחד. כעת נמדדו מהירויות מדויקות במיוחד עבור 15,000 כוכבים במרכז אשכול הכדורים הסמוך 47 טוקאנה - אחד האשכולות הכדוריים הצפופים ביותר בחצי הכדור הדרומי. מספר קטן מכוכבים אלה הם מסוג נדיר מאוד המכונה "מגרד כחול": כוכבים חמים ובהירים במיוחד, שנחשבו זמן רב כתוצר של התנגשויות בין שני כוכבים נורמליים.
מהירותם של הכוכבים השוררים הכחולים מסכימים עם תחזיות ההפרדה ההמונית. בפרט, השוואה בין פרועי כחול (שיש להם פי שניים מהמסה של הכוכב הממוצע) לבין כוכבים אחרים מראה שכצפוי הם נעים לאט יותר מכוכבים ממוצעים.
באמצעות השדה הרחב והמצלמה הפלנטרית 2 והמצלמה החדשה יותר למצלמה מתקדמת לסקרים על האבל, ז'ורז 'מיילן מ Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) בסוברני, שוויץ ומשתפי הפעולה צילמו עשרה קבוצות של תמונות מרובות של האזור המרכזי (במרחק של כ 6 שנות אור מהמרכז) של 47 טוקאנה. תמונות צולמו בפרקי זמן קבועים במשך כמעט שבע שנים. על ידי מדידה מדוקדקת של מיקומם של עד 130,000 כוכבים בכל אחת מ"תמונות ההצגה "הללו, ניתן היה למדוד לאורך זמן שינויי מיקום קטנים במיוחד, ובגידה בתנועת הכוכבים מעבר לשמים. מהירויות מדויקות התקבלו לכמעט 15,000 כוכבים באשכול זה. מתוך 15,000 אלה, 23 היו חונקים כחולים.
זהו המדגם הגדול ביותר של המהירויות שנאספו אי פעם, בכל טכניקה עם מכשיר כלשהו, עבור אשכול כדורית שביל החלב. התוצאות שימשו גם כדי לבדוק אם קיים חור שחור בליבת האשכול, על ידי חיפוש המשיכה הכבידה שלו. אך תנועות הכוכבים המדודות שוללות חור שחור מסיבי מאוד.
עם תצפיות אלה, האבל השיג תוך פחות מעשור את מה שהיה לוקח טלסקופים מבוססי קרקע כל עוד קרוב למאה שנים בגלל תצפיות גרועות יותר מהקרקע. המחקר היה בלתי אפשרי ללא החזון החד של האבל. מהאדמה, ההשפעה המריחה של האטמוספרה של כדור הארץ מטשטשת את דמותם של הכוכבים הרבים בליבת האשכול הצפופה. התנועה הזוויתית האופיינית של אפילו הכוכבים הנורמליים במרכז 47 טוקאנה התגלתה כיותר מעשרה מיליון מעלה לשנה. משמעות הדבר היא שהתנועה הזוויתית של כוכב בשנה אחת שווה לגודל הזווית של אגורה שנראית כאילו הייתה 4,500 מיילים משם.
כדי לנצל את מלוא התמונות של האבל המהודרות הללו, פיתחו אסטרונומים שיטות ניתוח נתונים חדשות לחלוטין, אשר סיפקו בסופו של דבר מדידות של תנועות נכונות (מהירות) המתאימות לשינויים במיקומם של הכוכבים ברמה של כמאה וחצי לפיקסל (תמונה) -מבחר) במצלמות הדיגיטליות של האבל.
התוצאות פורסמו בסדרת התוספות של כתב העת Astrophysical Journal.
הצוות הבינלאומי מורכב מהמדענים הבאים: D.E. מקלונין (אוניברסיטת לסטר), ג'. אנדרסון (אוניברסיטת רייס), ג 'מיילן (אקול פוליטכניק פדרלה דה לוזאן), ק. גבהארדט (אוניברסיטת טקסס באוסטין), סי פריור (אוניברסיטת רוטגרס), ד. מיניטי (פונטיפיטה) אוניברסידאד קטוליקה) וס 'פיני (קלטק).
המקור המקורי: מהדורת החדשות של האבל
