Cúmulo globular

El cúmulo globular Messier 80 en la constelación de Escorpio está situado a unos 30 000 años luz del Sol y contiene cientos de miles de estrellas.[1]


Un cúmulo globular es un conjunto esférico de estrellas que orbita un núcleo galáctico como si de un satélite se tratara. Los cúmulos globulares están muy unidos por la gravedad, lo que les da sus formas esféricas y densidades estelares relativamente altas cerca del centro. El nombre de esta categoría de grupo de estrellas deriva del latín globulus, cuyo significado es el de "esfera pequeña".

Los cúmulos globulares se encuentran en la zona del halo galáctico de una galaxia y contienen considerablemente más estrellas y son mucho más antiguos que los cúmulos abiertos, menos densos, que se encuentran en el disco de un galaxia. Los cúmulos globulares son bastante comunes; existen alrededor de 150[7]​ tienen como mínimo unos 13 000 cúmulos globulares.

Cada galaxia de suficiente masa dentro de un grupo local tiene un conjunto asociado de cúmulos globulares, y se ha descubierto que casi todas las galaxias grandes estudiadas poseen un sistema de cúmulos globulares.[9]​ Este hecho demuestra cuántos de los cúmulos globulares de nuestra galaxia podrían haber sido adquiridos en el pasado mediante este método.

Aunque parece que los cúmulos globulares contienen algunas de las primeras estrellas que se generan en la galaxia, sus orígenes evolutivos y su papel en la evolución galáctica aún no están claros. Parece evidente que los cúmulos globulares son significativamente diferentes de las galaxias elípticas enanas y se crearon como parte de la formación estelar de la galaxia madre en lugar de como galaxias separadas.[10]

Historia observacional

Primeros cúmulos globulares descubiertos
Nombre del cúmulo Descubierto por Año
M22 Abraham Ihle 1665
ω Cen Edmond Halley 1677
M5 Gottfried Kirch 1702
M13 Edmond Halley 1714
M71 Philippe Loys de Chéseaux 1745
M4 Philippe Loys de Chéseaux 1746
M15 Jean-Dominique Maraldi 1746
M2 Jean-Dominique Maraldi 1746

El primer cúmulo globular conocido, ahora llamado M22, fue descubierto en 1665 por Abraham Ihle, un astrónomo aficionado alemán.[12]​ Los primeros ocho cúmulos globulares descubiertos se muestran en la tabla siguiente. Posteriormente, Abbé Lacaille listaría a NGC 104, NGC 4833, M55, M69 y NGC 6397 en su catálogo de 1751-52. La M antes de un número se refiere al catálogo de Charles Messier, mientras que NGC pertenece al New General Catalogue de John Dreyer.

Cuando William Herschel comenzó su estudio integral del cielo utilizando grandes telescopios en 1782, había un total de 34 cúmulos globulares conocidos. Herschel descubrió otro 36 él mismo y fue el primero en resolver prácticamente todos ellos en estrellas. Él acuñó el término "cúmulo globular" en su Catálogo de las dos mil Nuevas Nebulosas y Cúmulos de Estrellas publicado en 1789.[13]

El número de cúmulos globulares descubiertos continuó aumentando, alcanzando 83 en 1915, 93 en 1930 y 97 en 1947. Se han descubierto un total de 152 cúmulos globulares en la galaxia Vía Láctea, de un total estimado de 180 ±20. [4]​ Se cree que estos cúmulos globulares adicionales no descubiertos están ocultos detrás de las estrellas, del gas y el polvo del gran bulbo que constituye el centro de la Vía Láctea.

A partir de 1914, Harlow Shapley comenzó una serie de estudios de cúmulos globulares, publicados en unos 40 artículos científicos. Examinó las estrellas variables RR Lyrae en los cúmulos (que él supuso equivocadamente que eran Cefeidas) y usó su relación período-luminosidad para estimar sus distancias. Más tarde, se encontró que las variables de RR Lyrae son más débiles que las Cefeidas, lo que provocó que Shapley sobreestimara las distancias de dichos cúmulos globulares.[14]

NGC 7006 es un cúmulo globular de alta concentración de Clase I.

De los cúmulos globulares que pertenecen a la Vía Láctea, la mayoría se encuentran en un halo alrededor del núcleo galáctico, y la gran mayoría de ellos se encuentran centrados en torno al núcleo. En 1918, esta distribución fuertemente asimétrica fue utilizada por Shapley para hacer una determinación de las dimensiones generales de nuestra galaxia. Al asumir una distribución aproximadamente esférica de los cúmulos globulares alrededor del centro de la galaxia, utilizó las posiciones de los cúmulos para estimar la posición del Sol con relación al centro galáctico.[15]​ Si bien su estimación de distancia tenía un error significativo (aunque dentro del mismo orden de magnitud que el valor actualmente aceptado), demostró que las dimensiones de la galaxia eran mucho mayores de lo que se había pensado anteriormente. Su error inicial fue debido a ignorar la existencia del polvo interestelar en la Vía Láctea, que absorbe y disminuye la cantidad de luz de los objetos distantes, como la de los cúmulos globulares, que llega a la Tierra, lo que hace que parezcan más lejanos de lo que realmente son.

Las mediciones de Shapley también indicaron que el Sol está relativamente lejos del centro de la galaxia, también en contra de lo que se había inferido previamente de la distribución aparentemente uniforme de las estrellas ordinarias. En realidad, la mayoría de las estrellas ordinarias se encuentran dentro del disco de la galaxia y las estrellas que se encuentran en la dirección del centro galáctico y más allá están oscurecidas por el gas y el polvo, mientras que los cúmulos globulares se encuentran fuera del disco y pueden verse a distancias mucho mayores.

Clasificación de los cúmulos globulares

Posteriormente, Shapley fue asistido en sus estudios de cúmulos globulares por Henrietta Swope y Helen Battles Sawyer. En 1927-29, Shapley y Sawyer categorizaron grupos de cúmulos de acuerdo con el grado de concentración que cada sistema tiene hacia su núcleo. Los cúmulos más concentrados se identificaron como de Clase I, con concentraciones cada vez menores que van hasta la Clase XII. Esto se conoce como la Distribución de concentración de Shapley-Sawyer (a veces se aparece con números [Clase 1-12] en lugar de utilizarse los Números romanos).[17]

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