新开发光度滤镜系统显示球状星团生命史不单纯

天文学家传统认为球状星团中的恒星同时由相同的物质所形成，因此化学组成与含量会相同。 然而，韩国世宗大学的研究团队最近发现，球状星团中的恒星显示出化学演化的迹象，暗示它们的生命史并不单纯。 由于天文学家需要测量星团中数百颗恒星含有某些化学成份的丰富程度，才能获得此成果，但是这项观测具有挑战性！ 由于需要精确测量恒星的元素含量，若使用单独光谱观测足以精确量测，但是在星团的恒星如此密集，测量光谱会受到邻近的恒星干扰。另一方面，以滤镜系统测光则不会受到邻近恒星影响，但测量恒星的化学含量多少远不如单独的光谱精确。

因此，韩国世宗大学团队开发新的光度测量系统来解决问题，他们设计的窄频滤镜系统针对CN、CH和NH的分子吸收带，如此能测量碳和氮的含量。 团队观测M5球状星团的842颗红巨星，它是银河系的球状星团，估计年龄超过一百二十亿年。先前对该星团的研究显示，它拥有两个恒星群，其中一个含有大量的氮。 但是新的光度系统观测发现，M5是由三个恒星族群组成。精确的光度测量显示，含有大量氮的星群实际上是两个独立的族群，它们在碳的含量以及分布区域都不相同。

结果显示，M5中的恒星分几个阶段形成，而不是一次形成。 含氮正常的恒星可能是球状星团的第一代恒星所组成，而含氮增强的恒星则形成较晚。 早期星团里大质量恒星以超新星爆炸后，形成星团内部的恒星，此群星也较为集中，而均匀分布外围的恒星群在稍晚后，由含有较少量超新星回收气体所形成。 如此能解释两个种群的分布以及它们的化学含量。 未来，新的光度系统可望于在其它球状星团来分辨不同恒星族群，毕竟这些天体没有先前所想的简单！

【图：天体物理学快报;文：节录自台北市立天文科学教育馆网页】研究全文刊登在2021年9月7日出版的《天体物理学快报》 标题是：Formation of Multiple Populations of M5 （NGC 5904）

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