# Cúmul globular

Un cúmul globular és un grup esfèric d'estrelles velles (cúmul d'estrelles) que orbita entorn d'una galàxia com si fos un satèl·lit. L'òrbita que ocupen és generalment un volum esfèric o el·líptic, també en el cas de les galàxies espirals (les estrelles de les quals estan confinades en un disc).
Els cúmuls globulars es troben fonamentalment en la zona de l'halo galàctic d'una galàxia i contenen considerablement més estrelles i són molt més antics, per regla general, que els cúmuls oberts, menys densos, que es troben dins del mateix disc d'una galàxia.
Els cúmuls globulars són bastant comuns: existeixen al voltant de 150 a 158 cúmuls globulars coneguts actualment a la Via Làctia i, potser, de 10 a 20 més encara per descobrir per estar situats darrera del centre enfosquit pels mateixos centenars de milers d'estrelles del nostre propi nucli galàctic i de la pols interestel·lar. Els cúmuls globulars orbiten la nostra galàxia a distàncies mitjanes habituals de 40 kiloparsecs (130.000 anys llum) o més.
Les galàxies més grans poden tenir encara més cúmuls globulars: així, la galàxia de Andròmeda, per exemple, podria arribar a tenir fins a 500, encara que avui es pensa que totes dues galàxies són bastant similars en grandària i el seu nombre de cúmuls ha de ser similar. Algunes galàxies gegants com les galàxies el·líptiques (particularment aquelles en els centres d'uns certs cúmuls galàctics) com M87, tenen com a mínim uns 13.000 cúmuls globulars.
Cada galàxia de suficient massa dins d'un grup local té un conjunt associat de cúmuls globulars i s'ha descobert que gairebé totes les galàxies grans estudiades posseeixen un sistema de cúmuls globulars. La galàxia el·líptica nana de Sagitari i la discutida galàxia nana del Ca Major, que formen part del nostre grup local semblen estar en el procés de donar els seus propis cúmuls globulars associats (com Palomar 12) a la pròpia Via Làctia en un procés de progressiva atracció gravitatòria. Aquest fet permet inferir quants dels cúmuls globulars de la nostra galàxia podrien haver estat adquirits en el passat mitjançant aquest procés.
Encara que sembla que els cúmuls globulars contenen algunes de les primeres estrelles més antigues que es generen en una galàxia, els seus orígens evolutius i el seu paper en l'evolució galàctica encara no són clars. Sembla evident que els cúmuls globulars són significativament diferents de les galàxies nanes el·líptiques i es van crear com a part de la formació estel·lar de la galàxia mare en lloc de com a galàxies separades.
Sobre un possible origen dels cúmuls globulars, en un article publicat el 5 de maig de 2023 en la revista Astronomy and Astrophysics, els autors del mateix argumenten que els cúmuls globulars es van formar molt primerenc en la història de l'Univers, a penes uns centenars de milions d'anys després del Big bang, sorgint al voltant de gegantesques estrelles supermassives (amb milers de vegades la massa del Sol), però de vides molt curtes (a penes uns pocs milions d'anys), que van agrupar, gràcies a la gravetat, milers o desenes de milers d'altres estrelles en formació progressiva, fins i tot quan l'estrella 'mare' supermassiva va desaparèixer pel seu tipus d'evolució estel·lar de curta durada, el mateix que molts forats negres podrien ser l'origen de gran part de les galàxies que van néixer al seu voltant.

## Composició

Els cúmuls globulars estan generalment composts per centenars de milers d'estrelles velles, de manera semblant al bulb d'una galàxia espiral, però confinades en un volum de només uns pocs parsecs cúbics. Alguns cúmuls globulars (com l'Omega Centauri a la Via Làctia), i G1 en M31) són extraordinàriament massius, de l'ordre de diversos milions de vegades la massa solar. Uns altres, com M15, tenen nuclis extremadament massius, cosa que fa sospitar la presència de forats negres.
Amb unes poques excepcions notables, cada cúmul globular sembla tenir una edat definida. És a dir, totes les estrelles d'un cúmul globular estan aproximadament en la mateixa etapa de la seva evolució estel·lar, cosa que suggereix que s'han format alhora. Va ser el reconeixement d'aquest fet, estudiant els diagrames Hertzsprung-Russell de cúmuls globulars, el que va originar una primera teoria d'evolució dels estels.
Els cúmuls globulars tenen una densitat estel·lar molt alta, de manera que existeixen fortes interaccions entre els seus components i hi solen ocórrer col·lisions amb freqüència. Alguns tipus exòtics d'estels, com els blaus ressagats, els púlsars mil·lisegon i els binaris de poca massa emissors de raigs X són molt més freqüents en els cúmuls globulars.

## Ubiqüitat

Els cúmuls globulars són bastant nombrosos; hi ha almenys 150 cúmuls coneguts en la Via Làctia (i potser 10 o 20 més sense descobrir), i galàxies més grosses com la d'Andròmeda tendeixen a tenir-ne més (Andròmeda en té almenys 500). Algunes galàxies el·líptiques gegants, com M87, podrien tenir fins a 10.000 cúmuls globulars. Els cúmuls orbiten al voltant de la galàxia amb un gran radi de 100 quiloparsecs o més.
En moltes galàxies (especialment, les galàxies el·líptiques massives), sembla haver-hi dues poblacions de cúmuls globulars, d'edats similars (són gairebé tan vells com el mateix univers), però de diferent composició metàl·lica. Aquestes subpoblacions són normalment conegudes com a «pobres en metall» i «riques en metall», encara que la composició d'aquelles conté menys metall que la del Sol. S'han suggerit moltes teories per a explicar aquestes subpoblacions, com fusions galàctiques violentes, l'acreció de galàxies nanes i les múltiples fases de la formació d'estrelles en una sola galàxia. En la nostra Via Làctia, els conglomerats pobres en metall estan associats amb l'halo, i els rics amb la protuberància.

## Origen

Es creu que alguns cúmuls globulars es van formar com a galàxies orbitants al voltant d'una galàxia major, i acabaren únicament amb la seva protuberància central quan les estrelles externes van ser atretes per la força gravitacional de la galàxia amfitriona.

## Significat

Fou per mitjà de l'estudi dels cúmuls globulars com va ser coneguda la posició relativa del Sol en la Via Làctia. Fins als anys 1930, es pensava que el Sol estava situat prop del centre de la galàxia perquè la distribució estel·lar observada en la Via Làctia semblava uniforme. No obstant això, la distribució dels cúmuls globulars era fortament asimètrica. Assumint una distribució més o menys esfèrica dels cúmuls al voltant del centre galàctic, es podria estimar la posició del Sol pel que en fa al centre. Estimant a més les distàncies als cúmuls, també es va poder calcular la distància del Sol al centre. Així, es va poder aclarir que la zona de la Via Làctia observable des de la Terra només representava una minúscula part del total de la galàxia, la majoria de vegades enfosquida per pols i gas.
* ↑ The Hubble Heritage team «Hubble Images a Swarm of Ancient Stars». HubbleSite News Desk. Space Telescope Science Institute, 01-07-1999 [Consulta: 26 maig 2006].
* ↑ Harris, William E. «CATALOG OF PARAMETERS FOR MILKY WAY GLOBULAR CLUSTERS: THE DATABASE», 01-02-2003. [Consulta: 23 diciembre 2009].
* ↑ Frommert, Hartmut. «Milky Way Globular Clusters». SEDS, 01-08-2007. [Consulta: 26 febrer 2008].
* ↑ «The formation of globular clusters in merging and interacting galaxies». Astrophysical Journal, Part 1, vol. 384, 1992, pàg. 50–61. Bibcode: 1992ApJ...384...50A. DOI: 10.1086/170850.
* ↑ Dauphole, B.; Geffert, M.; Colin, J.; Ducourant, C.; Odenkirchen, M.; Tucholke, H.-J.; Geffert; Colin; Ducourant; Odenkirchen; Tucholke «The kinematics of globular clusters, apocentric distances and a halo metallicity gradient». Astronomy and Astrophysics, vol. 313, 1996, pàg. 119–128. Bibcode: 1996A&A...313..119D.
* ↑ «M31 Globular Clusters in the Hubble Space Telescope Archive. I. Cluster Detection and Completeleness». The Astronomical Journal, vol. 122, 5, 2001, pàg. 2458–2468. arXiv: astro-ph/0107401. Bibcode: 2001AJ....122.2458B. DOI: 10.1086/323457.
* ↑ «The spatial structure of the M87 globular cluster system». Astrophysical Journal, vol. 422, 2, 1994, pàg. 486–507. Bibcode: 1994ApJ...422..486M. DOI: 10.1086/173744.
* ↑ Harris, William E. «Globular cluster systems in galaxies beyond the Local Group». Annual Review of Astronomy and Astrophysics, vol. 29, 1, 1991, pàg. 543–579. Bibcode: 1991ARA&A..29..543H. DOI: 10.1146/annurev.aa.29.090191.002551.
* ↑ «The Absolute Proper Motion of Palomar 12: A Case for Tidal Capture from the Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy». The Astronomical Journal, vol. 120, 4, 2000, pàg. 1892–1905. arXiv: astro-ph/0006314. Bibcode: 2000AJ....120.1892D. DOI: 10.1086/301552.
* ↑ Lotz, Jennifer M. «The Colors of Dwarf Elliptical Galaxy Globular Cluster Systems, Nuclei, and Stellar Halos». The Astrophysical Journal, vol. 613, 1, 9-2004, pàg. 262–278. arXiv: astro-ph/0406002. Bibcode: 2004ApJ...613..262L. DOI: 10.1086/422871.
* ↑ Varios «N-enhancement in GN-z11: First evidence for supermassive stars nucleosynthesis in proto-globular clusters-like conditions at high redshift?». , 05-05-2023.