home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Starbase One Astronomy & Space Collection / STARBASE_ONE.ISO / hst / 95_06.txt < prev    next >
Text File  |  1996-01-12  |  9KB  |  182 lines

  1. FOR RELEASE:  November 8, 1995
  2.  
  3. CONTACTS: Robert Irion            
  4.           University of California, Santa Cruz
  5.           (Phone: 408-459-2495)
  6.  
  7.           Barbara Kennedy
  8.           Pennsylvania State University 
  9.           (Phone:  814-863-4862)
  10.  
  11.           Ray Villard
  12.           Space Telescope Science Institute 
  13.           (Phone:  410-338-4514)
  14.  
  15.  
  16. HUBBLE SPACE TELESCOPE PEERS DEEP INTO THE CROWDED HEART OF THE 
  17. DENSEST KNOWN STAR CLUSTER
  18.  
  19. By pinpointing individual suns in the glare of the most tightly packed
  20. cluster of stars in our galaxy, the Hubble Space Telescope has unveiled
  21. hints of either a massive black hole or another remarkable phenomenon:
  22. a "core collapse" driven by the intense gravitational pull of so many
  23. stars in such a small volume of space.
  24.  
  25. A team of astronomers used the telescope's sharp images to count an
  26. extraordinary number of stars in the ancient globular cluster M15,
  27. about 37,000 light-years away.  Hubble spied hundreds of stars in a
  28. tiny area at the center of M15, whereas earthbound telescopes see a
  29. single blur of light.  Careful analysis of the distribution of these
  30. and thousands of neighboring stars suggest that at some point in the
  31. distant past, the stars converged on M15's core, like bees swarming to
  32. their hive.  This runaway collapse, long theorized by researchers but
  33. never seen in such detail, may have lasted a few million years-- a
  34. flash in the 12-billion-year life of the cluster.
  35.  
  36. Thanks to the laws of physics, the core probably stopped collapsing
  37. before many of the stars collided.  Rather, stars near the center would
  38. have settled into an uneasy cosmic waltz, both attracted to each other
  39. by gravity and repelled by close encounters that slingshot them through
  40. space.
  41.  
  42. An alternate scenario also could explain the pileup of stars at M15's
  43. core: a black hole that may have formed early in the cluster's
  44. history.  The black hole would have gradually gained mass as more stars
  45. spiraled inward. If it exists, it would now be several thousand times
  46. more massive than our sun.
  47.  
  48. The study, which will appear in the January 1996 issue of the
  49. Astronomical Journal, was led by Puragra Guhathakurta of UCO/Lick
  50. Observatory, UC Santa Cruz. Coauthors are Brian Yanny of the Fermi
  51. National Accelerator Laboratory, Donald Schneider of Pennsylvania State
  52. University, and John Bahcall of the Institute for Advanced Study in
  53. Princeton. All of the astronomers were associated with the Institute
  54. for Advanced Study when the research began.
  55.  
  56. A precise reading of the speeds at which stars move near M15's core
  57. would reveal whether the stars are packed so tightly because of the
  58. influence of a single massive object, or simply by their own mutual
  59. attraction. Stars would orbit more quickly in the grip of a black
  60. hole's gravitational field.  Such measurements are time consuming but
  61. possible with the Space Telescope.
  62.  
  63. "It is very likely that M15's stars have concentrated because of their
  64. mutual gravity," Guhathakurta says. "The stars could be under the
  65. influence of one giant central object, although a black hole is not
  66. necessarily the best explanation for what we see. But if any globular
  67. cluster has a black hole at its center, M15 is the most likely
  68. candidate."
  69.  
  70. The team began using Hubble to observe the centers of globular clusters
  71. in 1991 and now has data on about twenty clusters, but the images of
  72. M15 are by far the most stunning.  Hubble's Wide Field Planetary Camera
  73. 2 (WFPC2) probed M15 in April 1994, four months after astronauts
  74. installed corrective optics to sharpen the telescope's blurry focus.
  75.  
  76. "I first started thinking about this observation in 1970," says
  77. Bahcall. "I never expected that Hubble would see things as clearly as
  78. it does. The results are so exciting that they are a dream come true."
  79.  
  80. Bahcall and astrophysicist Jeremiah Ostriker of Princeton University
  81. first proposed in 1975 that M15 might harbor a black hole. While
  82. distinguished by its extreme density of stars, M15 is in other respects
  83. similar to the rest of the dozens of globular clusters that freckle
  84. space in and around our Milky Way.  Each cluster is like a miniature
  85. galaxy, with 100,000 to one million stars in a compact spherical blob.
  86. The largest and closest--including M15, in the constellation
  87. Pegasus--are visible to the naked eye on dark nights as faint hazy
  88. patches.
  89.  
  90. Globular clusters contain almost no gas or dust and show few signs of
  91. recent star formation.  Astronomers believe they are primordial
  92. remnants, left over from the birth of the Milky Way.  As such, they are
  93. ideal laboratories for studying how stars evolve.  Cluster stars also
  94. provide a limit on the age of the universe, independent of the
  95. expansion of the universe itself.
  96.  
  97. Stars at the core of M15 may be crowded closer together than anywhere
  98. in the Milky Way except in the galaxy's hidden heart.  Attempted
  99. studies of this exotic locale with ground-based telescopes proved
  100. frustrating. Atmospheric blurring washed out the interesting details at
  101. the core.  Astronomers used Hubble before its repair mission to examine
  102. M15, but even after correcting the distorted images they could not
  103. discern the true distribution of the innermost stars.  In contrast, the
  104. latest WFPC2 photos of the inner 22 light-years of the cluster revealed
  105. about 30,000 distinct stars.  That's a fraction of M15's population,
  106. but far more stars than scientists had ever imaged in such a small
  107. region of a globular cluster.
  108.  
  109. The astronomers used the Planetary Camera (the highest-resolution part
  110. of WFPC2) to study M15's core.  The closer they looked toward the core,
  111. the more stars they found. This increase in stellar density continued
  112. all the way to within 0.06 light-years of the center--about 100 times
  113. the distance between the sun and Pluto.
  114.  
  115. "Detecting separate stars that close to the core was at the limit of
  116. Hubble's powers," Yanny says.  Beyond that point, even Hubble's eagle
  117. eye could not reliably resolve individual stars or locate the exact
  118. position of the core. However, the researchers suspect that stars jam
  119. together ever more tightly inside that radius.  The team plotted the
  120. distribution of the stars as a function of distance from the core.
  121. Computer simulations helped them include stars they may have missed
  122. when bright stars drowned out faint ones in the Hubble images.  The
  123. resulting pattern matches the predictions of Bahcall and others for
  124. what would happen under the influence of a central black hole.  But the
  125. pattern also is consistent with a core collapse, known as a
  126. "gravothermal catastrophe.  "Astronomers think the cores of about 20
  127. percent of all globular clusters may have collapsed in this way.
  128.  
  129. For a gravothermal catastrophe to occur, globular clusters must
  130. transfer energy from the inner parts of the cluster to outer regions.
  131. As this happens, stars near the core lose some of the energy of their
  132. random ("thermal") motions.  Several billion years might pass before
  133. the stars become too lethargic to resist the gravitational pull of
  134. their neighbors.  At that point, they begin to collapse inward as a
  135. group.
  136.  
  137. "It's a catastrophe in the sense that once it starts, this process can
  138. run away very quickly," Guhathakurta says. "But other processes could
  139. cause the core to bounce back before it collapses all the way." The
  140. major such process, researchers believe, is the powerful jolt of new
  141. motion that binary-star systems can impart to a third star that wanders
  142. too close--effectively spreading the stars
  143. out again.
  144.  
  145.                               ******
  146.  
  147. Editor's notes: This is a joint news release from UC Santa Cruz,
  148. Pennsylvania State University, and the Space Telescope Science
  149. Institute.
  150.  
  151. The Space Telescope Science Institute is operated by the Association of
  152. Universities for Research in Astronomy, Inc.  (AURA), for NASA, under
  153. contract with the Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD.  The
  154. Hubble Space Telescope is a project of international cooperation
  155. between NASA and the European Space Agency (ESA).
  156.  
  157. A color print of the M15 cluster and its core is available from any of
  158. the three press officers.
  159.  
  160. Image files in GIF and JPEG format and captions may be accessed on
  161. Internet via anonymous ftp from ftp.stsci.edu in /pubinfo:
  162.  
  163.                                     GIF                 JPEG
  164. PRC95-06  Globular Cluster M15    gif/M15GC.gif    jpeg/M15GC.jpg
  165.  
  166. A higher resolution digital version (300 dpi JPEG) of the release
  167. photograph will be available temporarily in /pubinfo/hrtemp:
  168. 95-06.jpg.
  169.  
  170. GIF and JPEG images and press release text are available via World Wide
  171. Web at URL http://www.stsci.edu/pubinfo/PR/95/06.html, or via links in
  172. http://www.stsci.edu/pubinfo/Latest.html and
  173. http://www.stsci.edu/pubinfo/Pictures.html.
  174.  
  175. Contact information for the authors is as follows:
  176.  
  177. Puragra Guhathakurta: (408) 459-5169 or raja@ucolick.org
  178. Brian Yanny: (708) 840-4413 or yanny@sdss.fnal.gov
  179. Donald Schneider, via Barbara Kennedy: (814) 863-4682 or
  180. bkk1@psuvm.psu.edu
  181. John Bahcall: (609) 734-8054 or jnb@sns.ias.edu
  182.