Klotformiga stjärnhopar är extremt täta grupper av hundratusentals stjärnor, ofta äldre än galaxerna de kretsar kring. Tittar du upp på himlen med ett teleskop så kan du se dem, men forskare har länge saknat en modell som förklarar hur de bildas. Och de datorsystem som använts har inte haft så hög upplösning att det har varit möjligt att urskilja. Det har nu ändrats med hjälp av nya simuleringar utvecklade inom ramarna för EDGE-projektet.
– Utvecklingen av bland annat kosmologiska superdatorsimuleringar gör att vi nu ser att dessa hopar kan bildas runt små galaxer, till och med mellan galaxer som krockar med varandra. Det är en naturlig del av galaxernas utveckling, något som tidigare modeller missat, säger Oscar Agertz, forskare i astronomi vid Lunds universitet.
En av de stora utmaningarna i förståelsen av hur klotformiga stjärnhopar bildas har varit att de helt verkar sakna mörk materia, trots att mörk materia tros utgöra den största delen av universums massa. I vanliga fall spelar mörk materia en avgörande roll för att samla ihop gas och skapa förutsättningar för att stjärnor ska kunna bildas.
Att dessa hopar ändå lyckats bildas i det tidiga universum, utan stöd från mörk materia, har länge varit svårt att förklara. Men med hjälp av de nya simuleringarna har forskarna nu kunnat visa att det faktiskt är möjligt, och att dessa strukturer kan uppstå naturligt under vissa förhållanden.
– Klotformiga stjärnhopar bildas inte där den mörka materian är som tätast, i galaxens centrum. De kan nämligen bildas utanför galaxens centrum, och till och med långt utanför sin värdgalax när denna krockar med andra galaxer. Vi kan nu förklara varför det finns så många av dem, och varför de finns runt alla galaxer, säger Oscar Agertz.
Ett mellanting mellan dvärggalaxer och stjärnhopar
Under simuleringarna upptäckte forskarna även en helt ny klass av objekt som befinner sig i gränslandet mellan stjärnhopar och dvärggalaxer. Dessa mellanting innehåller lite mörk materia, till skillnad från vanliga stjärnhopar som nästan saknar det helt, och dvärggalaxer som domineras av det.
– Dessa objekt verkar ha slutat bilda stjärnor väldigt plötsligt, vilket tyder på att de sprängt ut all sin gas. Det här ger oss en ny förklaringsmodell för vissa observerade dvärggalaxer som vi tidigare inte kunnat benämna som varken dvärggalax eller stjärnhop, säger Oscar Agertz.
För att förstå hur dessa objekt bildas krävdes simuleringar som både kunde fånga universums stora strukturer, och samtidigt gör det möjligt att zooma in på detaljer som enskilda stjärnor.
