In this second installment of the series, we look at the internal kinematics of the multiple stellar populations of the globular cluster $ω$ Centauri in one of the parallel Hubble Space Telescope (HST) fields, located at about 3.5 half-light radii from the center of the cluster. Thanks to the over 15-year-long baseline and the exquisite astrometric precision of the HST cameras, well-measured stars in our proper-motion catalog have errors as low as $\sim 10\ μ$as yr$^{-1}$, and the catalog itself extends to near the hydrogen-burning limit of the cluster. We show that second-generation (2G) stars are significantly more radially anisotropic than first-generation (1G) stars. The latter are instead consistent with an isotropic velocity distribution. In addition, 1G have excess systemic rotation in the plane of the sky with respect to 2G stars. We show that the six populations below the main-sequence (MS) knee identified in our first paper are associated to the five main population groups recently isolated on the upper MS in the core of cluster. Furthermore, we find both 1G and 2G stars in the field to be far from being in energy equipartition, with $η_{\rm 1G}=-0.007\pm0.026$ for the former, and $η_{\rm 2G}=0.074\pm0.029$ for the latter, where $η$ is defined so that the velocity dispersion $σ_μ$ scales with stellar mass as $σ_μ\propto m^{-η}$. The kinematical differences reported here can help constrain the formation mechanisms for the multiple stellar populations in $ω$ Centauri and other globular clusters. We make our astro-photometric catalog publicly available.
A joint JWST and HST view of Omega Centauri: Multiple stellar populations and their kinematics
Univ. di Padova(帕多瓦大学);Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所-帕多瓦天文台);Research School of Astronomy & Astrophysics, Australian National University(澳大利亚国立大学天文与天体物理研究学院)
The HST Large Program on Omega Centauri. I. Multiple stellar populations at the bottom of the main sequence probed in NIR-Optical
作为一个大型调查的一部分,哈勃太空望远镜研究最暗的恒星内的球状星团欧米茄半人马座,在这项工作中,我们提出了早期的结果,其主要序列(MS)的恒星的多样性,基于深光学和近红外观测。通过使用适当的色星等图,我们第一次确定了从关闭到氢燃烧极限的整个MS上的两个主要恒星星族I和II。我们将观测结果与MS星的合成光谱进行了比较,并得出结论,这两个MS与具有不同金属丰度、氦和轻元素丰度的恒星星族是一致的。具体来说,MS-1对应于贫金属恒星星族([Fe/H]~-1.7),Y~ 0.25,[O/Fe]~0.30。MS-II的主恒星是富氦(Y~0.37-0.40)恒星,金属丰度范围为[Fe/H]~-1.7至-1.4。在MS拐点(mF 160 W ~19.5)以下,我们的测光结果显示,两个主要MS中的每一个都有不同氧丰度的恒星亚群,MS-II中有非常贫氧的恒星([O/Fe]~-0.5)。这种复杂性在以前对球状星团中M矮星的研究中从未观察到。在詹姆斯·韦伯太空望远镜的午餐前几个月,这些结果证明了光学和近红外测光在研究球状星团中多个恒星星族中的作用。
Photometric Metallicities for 367,324 stars of Omega Centauri
Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学前沿天体物理研究所);School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院);Department of Physics and Astronomy, University of Notre Dame(圣母大学物理与天文系);Joint Institute for Nuclear Astrophysics – Center for the Evolution of the Elements (JINA-CEE)(核天体物理联合中心——元素演化中心)
Gaia and Hubble unveil the kinematics of stellar populations in the Type II globular clusters ω Centauri and M 22
球状星团中多个恒星星族的起源是现代恒星天体物理学中最大的谜团之一。N体模拟表明,GC星的现代动力学可以限制发生在高红移的事件,并导致多个种群的形成。在这里,我们结合多波段测光从哈勃太空望远镜(HST)和地面设施与HST和盖亚数据发布2自行调查的空间分布和运动在天空中的多个人口在II型GC NGC 5139($ω\,$半人马座)和NGC 6656(M 22)的平面。我们首先分析了具有不同金属丰度的恒星星族。贫铁星和富铁星具有相似的空间分布和旋转模式,并表现出相似的各向同性运动。同样,在$ω\,$半人马座中具有不同铁丰度的两个主要种群具有相似的椭圆度和旋转模式。当分析不同的径向区域时,我们发现旋转幅度从中心向外部区域减小。半人马座$ω\,$的贫铁星和富铁星在中心区域呈径向各向异性,并显示出相似的各向异性程度。我们还研究了不同轻元素丰度的恒星星族,发现富N星比贫N星具有更高的椭圆率。在半人马座$ω\,$中,两个恒星群都是径向各向异性的。有趣的是,富氮、富铁的恒星表现出不同的旋转模式,而贫氮的恒星具有相似的金属丰度。M22中不同氮含量的恒星星族表现出相似的自转模式和各向同性运动.我们讨论这些发现的背景下形成的多个群体。
Chemical tagging with APOGEE, MUSE, and HST: constraints on the formation of $ω$ Centauri
Liverpool John Moores University(利物浦约翰摩尔斯大学);University of Liverpool(利物浦大学);NOIRLab(美国国家光学红外天文研究实验室);University of Edinburgh(爱丁堡大学);Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA)(阿拉贡宇宙物理研究中心);University of Virginia(弗吉尼亚大学);Steward Observatory, University of Arizona(亚利桑那大学斯图德天文台);ELTE Eötvös Loránd University(罗兰大学)
The Intermediate Mass Black Hole in Omega Centauri: Constraints on Accretion from JWST
The George Washington University(乔治华盛顿大学);NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);IRAP-Roche(红外天文研究所-罗歇);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);The University of Utah(犹他大学)
Properties of Cataclysmic Variables in Globular Clusters
星团的研究在我们对宇宙的理解中起着重要的作用,因为这些系统是测试恒星动力学和演化理论的天然实验室。特别是,球状星团(GCs)是研究奇异系统的形成和物理性质的最重要的对象之一,这反过来又提供了基本的信息和工具,可以帮助我们了解星团本身,星系和一般的年轻宇宙的形成和演化过程。GC中最有趣的天体是激变变星(CV),它们是相互作用的双星,其中包含一颗从低质量伴星吸积而来的白矮星。由于GC密度足够高,涉及双星的动力学遭遇应该是常见的,CV祖先预计会在早期阶段以某种方式受到动力学的影响。本文综述了GC中CV的形成途径以及动力学对CV群体的影响。特别是,我们回顾了最近的进展,数值模拟。此外,我们还讨论了GC中CV的观测特性以及用于识别和研究它们的技术。我们集中讨论的多波长观测进行了与HST和钱德拉上研究最好的GC NGC 6397,NGC 6752,47 Tuccenda和欧米茄半人马座;最近的光谱研究结果与MUSE,并更新有关的数量之间的相关性微弱的X射线源和集群恒星相遇率。最后,我们讨论了一些可能有助于未来研究的观测前景。