العناقيد النجمية الأقدم

يعتقد أن أكبر حشود للنجوم في المجرة هي عناقيد كروية، والخطوط المنفصلة الشكل هي خطوط خارجة عن المخطط البياني H-R للعنقود الكروي النموذجي M3. لاحظ أن التسلسل الرئيسي ينتهي ويتفرع إلى تسلسل عملاق وفي سطوعية أخفض من أي عنقود آخر. لعمر العنقود تخمين يختلف بين 5 إلى 20 بليون سنة، والقليل من العناقيد المفتوحة (على سبيل المثال M67 New General Catalogue - NGC18) ربما تقترب من العنقود الكروي في عمرها، ودون العنقود ينتهي التسلسل الرئيسي تحت سطوعية الشمس. وظاهرياً تبدو النجوم ذات الكتل الشمسية في المجرة ليس لها الزمن الكافي لكي تتطور بعيداً عن التسلسل الرئيسي.

إضافة إلى ذلك فإن النجوم العملاقة الحمراء للعناقيد الكروية هي أكثر شيوعاً من التي هي في العناقيد المفتوحة. ويعتقد بأن هذا الاختلاف هو يسبب الاختلاف في التركيب الكيميائي. فالعناقيد النجمية المسماة I Population هي معدلها أقل وفرة على العناصر الثقيلة من العنقود النجمي المفتوح المسمى II، I) Population II هما صنفان من النجوم - أنظمة نجمية - تصنف بموجب الخواص الطيفية والتراكيب الكيميائية والسرع الزاوية والأعمار وموقعها من المجرة).

عند تحليل ما تتضمنه الأنواع المختلفة من العناقيد النجمية، تبين أن عدداً من العمالقة صغير جداً فيما إذا قورنت مع عدد من نجوم التسلسل الرئيسي. وبموجب ذلك، على كل العمالقة الموجودة في هذه العناقيد أن تتطور من جزء قصير جدا من التسلسل الرئيسي الأصلي فوق نقطة النهاية التي تمثلها تماماً. وبالأحرى يتوقع لكل العمالقة في عنقود منفرد بأن له نفس الكتلة تقريباً، وكذلك نفس السطوعية عندما تكون على التسلسل الرئيسي.

هذه النجوم التي هي في قمة فرع العنقود العملاق على بياني H-R هي أكثر تطوراً منها، ويبدأ في منتصف بعد أعلى القمة من سطوعية عالية على التسلسل الرئيسي، وله بداية رأس طفيف فقط. نستطيع القول بأن تسلسل النجم الذي يكون فرع العملاق لعنقود قديم جداً على طول الانكماش التطوري للنجوم الانفرادية، يدل مكان التسلسل الرئيسي الذي يبدأ منه العملاق النجمي في العنقود القديم على أن كتلته بين 1.1 إلى 1.2 من الكتل الشمسية.

لقد حسبت نظرياً الكثير من النتائج لآثار التطور على البياني للنجوم التي لها هذه الكتل بعد مغادرتها التسلسل الرئيسي، وأحد أمثلة هذه النتائج لمجموعة من الحسابات مبيئة بشكل إجمالي أعلاه. نتوقع بأن العمل الطويل في مجال نظرية البناء النجمي يدفع بالتحليل لتلك الحسابات القريبة، لكن الآثار التي تظهر في الشكل محتمل أن تكون صحيحة في الصفات العامة للعناقيد الكروية.

يمثل الخط المتصل التنبؤ الأثري لنجم ذي كتلة بين 1 – 2 من الكتل الشمسية وإهمال وفرة العناصر الثقيلة (يلائم بعض العناقيد الكروية). أما الخط المنفصل يمثل تلك النجوم التي لها نفس الكتلة ولكن لها تركيب كيميائي مشابه للشموس، فأثر التنبؤات النظرية لنجم ذي هيدروجين وهيليوم نقيين يوافق تماماً تسلسل العمالقة المرصودة في العنقود الكروي النموذجي جوهرياً، بينما . النجم ذو الوفرة الاعتيادية من العناصر الثقيلة أقل سطوعاً من العملاق، وأشبه بالعمالقة في العنقود المفتوح القديم.

يبدو أن العملاق المرصود بتسلسل بياني H-R لعنقود نجمي قديم يلائم أفضل الدراسات النظرية، ونحيط بملاحظة العنقود الكروي (محتمل أنظمة التجمع النجمي I ، II الأخرى) بأن لها تسلسلاً رئيسياً ينتهي عند القيمة المطلقة 3،5، هذه الأنظمة قديمة، وليس لها تكوين نجمي يخبرنا بقدمه بجلاء.

من جهة أخرى فإن العنقود المفتوح عادة ما يقع في مناطق المادة بين النجمية في المكان الذي ما يزال يحدث فيه تكوين النجم. لقد وجدنا حقاً بأن كل أعمار العناقيد المفتوحة هي أقل من 1 مليون إلى عدة ملايين من السنين، تمثل مخططات H-R لأقدم تلك العناقيد الكروية (على الأقل كبعد الذي يخص التسلسل الرئيسي والنجوم العملاقة)، ما عدا الاختلافات التي يمكن أن تدرس بواسطة الاختلافات في التركيب الكيميائي لنوعين من العناقيد.