СФЕРИЧНИ ЗВЕЗДНИ КУПОВЕ
Сферичният куп представлява струпване на звезди, обикалящи около ядрото на Галактиката. Тези купове съдържат от десетки хиляди до милиони звезди. При тях гравитацията е голяма и благодарение на нея, имат сферична форма. Звездната плътност нараства към центъра им. Името на тези купове произхожда от латинската дума globulus – малка сфера. Сферичните купове са познати още като кълбовидни. За този тип купове е характерна правилната сферична или малко сплесната форма, която се явява признак за въртенето на купа.
Известни са около 160 сферични звездни купа, но се предполага, че тяхната бройка може да нарастне с още 10-20. Големите галактики могат да имат и по-голям брой (Андромеда – около 500, а оценките за броя на сферичните звездни купове в М 87 (огромна елиптична галактика) са за около 10 000).
За първи път сферичен куп (М 22) е наблюдаван от германския астроном Абрахам Ил през 1665 г., но той го вижда като мъгляво петно. Години по-късно Чарлз Месие успява да отдели звездите в сферичния куп М 4, използвайки вече достатъчно мощни телескопи. Първите 8 открити сферични купа в периода от 1665 г. до 1746 г. ca: М 22, ω Cen, М 5, М 13, М 71, М 4, М 15, М 2. Звездните купове са включени в редица каталози, но най-популярни са каталогът на Месие (първият създаден каталог на дълбоки обекти) и NGC (New General Catalogue).
Два купа се открояват на звездното небе - ω Cen (NGC 5139) и 47 Тuc (NGC 104). Тяхното обозначение е както обикновено се наричат звездите и това се дължи на факта, че имат видим блясък 3.6m и 4.1m съответно, т.е. те се виждат с невъоръжено око, но за съжаление, само от южното полукълбо. В средните ширини на северното полукълбо за невъоръжено око са достъпни, макар и трудно, вече споменатите по-горе два купа – М 22 (Стрелец) и М 13 (Херкулес).
 |
 |
 |
|---|
Уилям Хершел целенасочено наблюдава звездни купове през 1782 г. и успява да отдели звездите във всички 33 сферични звездни купа познати до тогава. Впоследствие открива още 37 купа. Числото на сферични купове започва да расте достигайки 83 през 1915 г., 93 през 1930 г. и 97 през 1947 г. До сега са открити 156 сферични купа в Млечния път (на базата на изчисления се предполага за съществуването на около 180±20). Смята се, че останалите неоткрити такива се намират зад газ и прах от нашата галактика.
Разпределението на сферичните звездни купове по небесната сфера е неравномерно. Те са силно концентрирани към ядрото на Галактиката, образувайки протяжно хало. Около половината от наблюдаваните сферични купове са разположени в съзвездието Стрелец, където се намира и центърът на нашата галактика. Това е област с площ около 6 % от площта на цялата небесна сфера. 
Периодът им на обикаляне около центъра на Млечния път е около 108 - 109 години. Например М13 прави една обиколка около неговия център за приблизително половин милиард години и се намира на 22 500 светлинни години от нас. Най-близкият до нас сферичен звезден куп 47 Tuc се намира на 14 000 светлинни години. Съществуват кълбовидни купове, които са толкова отдалечени от центъра на Галактиката (NGC2419 -100 кпс), че можем да ги разглеждаме като междугалактически. За първи път оценка за разстоянието до сферичните звездни купове е направена от Харлоу Шеплей през 1914 г., чрез наблюдение на цефеиди в тях и използвайки зависимостта „период-светимост”.
Сферичните купове са много по-големи от разсеяните. Както споменахме по-горе, в един кълбовиден звезден куп може да се съдържат стотици хиляди дори милиони звезди. От всички известни звездни купове, първенството се държи от ω Cen - над един милион звезди. (Известни са и бедни на звезди купове, които по външен вид не можем да различим от разсеяните ( NGC 5053), но ги отнасяме към кълбовидните, заради характерните им диаграми спектър-светимост). Линейният диаметър на кълбовидните купове е от 15 до 200 пс (150 - 200 св.г.).
Видимите ъглови размери на сферичните звездни купове са много разнообразни. Купът с най-голям размер отново е ω Cen - 54’ (по-голям от видимия диаметър на Луната). От нашите географски ширини могат да се наблюдават М 4 ( в Скорпион), с видим диаметър 34’ и М 22 (в Стрелец) съответно с диаметър 32’.
Сферичните звездни купове се състоят от ядро и корона. Те нямат в междузвездното си пространство газ и прах, което предполага, че той е изразходван преди много време за формирането на звездите. Плътността на звездите в тези купове е чудовищна. Разстоянията между тях в централната зона (ядрата) на сферичните купове са от 20 до 50 пъти по-малки, отколкото е разстоянието от Слънцето до най-близката до нас звезда. В зависимост от концентрацията на звезди към центъра, сферичните купове се делят на 12 класа. Клас І са най-силно концентрираните, а при клас ХІІ практически няма концентрация към центъра. При сферичните купове от първи клас разстоянието между звездите от централния район е съизмеримо с разстоянието между Слънцето и най-външната планета - Нептун. Счита се, че ядрото на тези купове е претърпяло гравитационен колапс и се е превърнало в черна дупка. Най-известният такъв пример е сферичният куп М 15 в съзвездието Пегас. М 13 има равномерно нарастваща концентрация на звезди от периферията към центъра, която се оценява като V клас. Поради голямата плътност на сферичните звездни купове е невъзможно оцеляването на планетарни системи в тях.
На повечето звездни купове, с малки изключения е изчислена възрастта им. Почти всички звезди в купа са в един и същи етап на звездна еволюция и това предполага, че те са формирани по едно и също време. Не са известни купове, в които има звезди в етап на образуване, затова сферичните купове са типични стари обекти в Галактиката и са едни от първите формации на звезди. Някои сферични купове, като ω Cen в Млечния път и G1 в М 31, са необикновено масивни, имащи няколко милиона слънчеви маси. Двата примера могат да се отнесат като доказателство, че супер масивните звездни купове, всъщност са ядрата на галактики джуджета, които са унищожени от по-големите галактики. Съществуват сферични купове (М 15) с екстремно масивни ядра, които може би са изградени от неутронни звезди, масивни бели джуджета или черна дупка.
В сферичните звездни купове най-ярките звезди се явяват червени гиганти. Освен това, в тях се наблюдават и променливи звезди (особено често – тип RR), a също и продукти от еволюцията на масивните звезди (намиращи се в тесни двойни системи с нормални звезди, бели джуджета, неутронни звезди и черни дупки), проявяващи се като източници на гама лъчение. В общия случай, двойните системи в сферичните купове се срещат рядко.
Интересен е фактът, че в други галактики (например в Големия и Малкия Магеланов облак), са наблюдавани типични по външен вид сферични звездни купове, но съдържащи сравнително млади звезди и за това такива обекти се считат за млади сферични купове.
Друга особеност на сферичните звездни купове е пониженото съдържание на тежки (по-тежки от хелия) елементи в атмосферата на звездите им (звездно население тип II). В сравнение със Слънцето, звездите от сферичните звездни купове съдържат от 5 до 10 пъти по-малко такива елементи, а за някои купове до 200 пъти. Този факт се дължи на голямата им възраст – техните звезди са формирани от първичния газ, а Слънцето (звездно население тип I) е възникнало значително по-късно и съдържа в себе си тежки елементи, произведени от термоядрените реакции в недрата на звездите от предишните поколения.
Накратко за сферичните звездни купове:
• Съдържат десетки хиляди до милиони звезди.
• Имат сферична форма.
• Линейният диаметър на кълбовидните купове - 15 до 200 пс (150-200 св.г.).
• Средната плътност в тях е около 600 звезди на куб. пс.
• По оценки броят им в Млечния път е 180±20.
• Те са силно концентрирани към ядрото на Галактиката.
• Периодът им на обикаляне около центъра на Млечния път е около 108 - 109 години.
• Имат понижено съдържание на тежки (по-тежки от хелия) елементи в атмосферата на звездите си (звездно население тип II ).
• Съдържат предимно червени гиганти. Освен това в тях се наблюдават и променливи звезди (най-често – тип RR), двойни системи, в които единия компонент е масивна звезда, а другия може да е нормална звезда, бели джуджета, неутронна звезди и черна дупка.