EDGE: Ein neues Modell zur Bildung von Nuklearen Sternhaufen in Zwerggalaxien

Nukleare Sternhaufen (NSCs) gehören zu den dichtesten stellaren Systemen im Universum und befinden sich im Zentrum vieler heller Spiral- und Elliptischer Galaxien sowie in bis zu 40 % der Zwerggalaxien. Ihre Bildungsmechanismen und mögliche Verbindungen zu Kugelsternhaufen (GCs) sind jedoch weiterhin umstritten. Diese Arbeit verwendet die EDGE-Simulationen – eine Sammlung von Zoom-in-Kosmologiesimulationen isolierter Zwerggalaxien – um einen neuen Bildungsmechanismus für NSCs vorzustellen. Wir stellen fest, dass bei einer räumlichen und Massenauflösung des Gases von 3 pc bzw. 161 M_ NSCs natürlich in einer Teilmenge unserer EDGE-Zwerggalaxien mit Halo-Massen bei Rotverschiebung null von Mₑ₂₀₀₂ ≈ 10⁹ M_ entstehen. Diese Zwerggalaxien werden durch Reionisation ausgelöscht, behalten jedoch ein bedeutendes Reservoir an Gas, das nicht abkühlen und Sterne bilden kann. Einige Zeit nach der Reionisation durchlaufen die Zwerggalaxien dann eine große (1:1) Verschmelzung, die eine schnelle Gasabkühlung auslöst, was zu einem signifikanten Stern-Entstehungsausbruch führt. In diesem Sternausbruch bildet sich ein NSC, das daraufhin die Sternbildung unterdrückt. Das Ergebnis ist ein nukleierter Zwerg mit zwei Sternpopulationen unterschiedlichen Alters: eine vor der Reionisation und eine nach der Reionisation. Unser Mechanismus ist aus zwei wichtigen Gründen einzigartig. Erstens, die geringe Masse der Wirtszwerggalaxie bedeutet, dass NSCs auf diese Weise entstehen können und sich auf Galaxien fast aller Massen akkretieren lassen, was potenziell die Bildung von NSCs überall ermöglicht. Zweitens sagt unser Modell voraus, dass NSCs mindestens zwei Sternpopulationen mit einem großen Altersunterschied von etwa einer Milliarde Jahren aufweisen sollten. Dies ergibt ein vorhergesagtes Farb-Helligkeits-Diagramm für unsere nukleierten Zwerggalaxien mit zwei deutlich unterschiedlichen Hauptreihen-Massenwechselpunkten. Mehrere Kugelsternhaufen, die die Milchstraße umkreisen, darunter Omega Centauri und M54, zeigen genau dieses Verhalten, was darauf hindeutet, dass sie tatsächlich akquirierte NSCs sein könnten.