新開發光度濾鏡系統顯示球狀星團生命史不單純

天文學家傳統認為球狀星團中的恆星同時由相同的物質所形成，因此化學組成與含量會相同。然而，韓國世宗大學的研究團隊最近發現，球狀星團中的恆星顯示出化學演化的跡象，暗示它們的生命史並不單純。由於天文學家需要測量星團中數百顆恆星含有某些化學成份的豐富程度，才能獲得此成果，但是這項觀測具有挑戰性！由於需要精確測量恆星的元素含量，若使用單獨光譜觀測足以精確量測，但是在星團的恆星如此密集，測量光譜會受到鄰近的恆星干擾。另一方面，以濾鏡系統測光則不會受到鄰近恆星影響，但測量恆星的化學含量多少遠不如單獨的光譜精確。

因此，韓國世宗大學團隊開發新的光度測量系統來解決問題，他們設計的窄頻濾鏡系統針對CN、CH和NH的分子吸收帶，如此能測量碳和氮的含量。團隊觀測M5球狀星團的842顆紅巨星，它是銀河系的球狀星團，估計年齡超過一百二十億年。先前對該星團的研究顯示，它擁有兩個恆星群，其中一個含有大量的氮。但是新的光度系統觀測發現，M5是由三個恆星族群組成。精確的光度測量顯示，含有大量氮的星群實際上是兩個獨立的族群，它們在碳的含量以及分佈區域都不相同。

結果顯示，M5中的恆星分幾個階段形成，而不是一次形成。含氮正常的恆星可能是球狀星團的第一代恆星所組成，而含氮增強的恆星則形成較晚。早期星團裡大質量恆星以超新星爆炸後，形成星團內部的恆星，此群星也較為集中，而均勻分佈外圍的恆星群在稍晚後，由含有較少量超新星回收氣體所形成。如此能解釋兩個種群的分佈以及它們的化學含量。未來，新的光度系統可望於在其它球狀星團來分辨不同恆星族群，畢竟這些天體沒有先前所想的簡單！

【圖：天體物理學快報；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年9月7日出版的《天體物理學快報》 標題是：Formation of Multiple Populations of M5 (NGC 5904)