אחת התגליות המעניינות ביותר בגלקסיה שלנו מגוון הכוכבים הרב שהיא מכילה. הכוכבים שונים זה מזה: בהרכב, גיל, תפוצה ברחבי הגלקסיה והמסלולים שבהם הם נעים. קיימים אוספי כוכבים קטנים שנוצרו יחד ומוחזקים על ידי כוח הכבידה, כמו: קבוצות כוכבים או צבירים כדוריים. אך, קיימים גם חלקים שונים בגלקסיית שביל החלב אשר חולקים מאפיינים משותפים. אוספים גדולים של כוכבים אשר חולקים תכונות של גיל או מבנה כימי או תנועות נקראים אוכלוסיות כוכבים.
באדיבות NASA
מסביבנו בדיסק שביל החלב קיימים כוכבים צעירים יחסית. הזרועות הלולייניות של הדיסק נמצאות באזורי כוכבים המורכבים בעיקר מכוכבים צעירים וחמים. הכוכבים האלה נעים במסלולים מעגליים סביב המרכז הגלקטי, כמו השמש, ונקראים כוכבי דיסק. (למעשה, לכוכבי הדיסק יש תנועה אנכית קלה שגורמת להם לבלוט מעל או מתחת למישור הדיסק, כאשר הם מקיפים את הגלקסיה.) רק אחוז קטן מהמסה של אוכלוסיית הדיסק מורכב מיסודות כבדים יותר מהליום, כולל פחמן, חמצן, סיליקון וברזל. בהשוואה לשמש, לכוכבי הדיסק האלה כמות יסודות כבדים המשתנה בין 0.1 לבין 2 פעמים כמות יסודות אלה בשמש.
באדיבות וויקיפדיה
אסטרונומים יוצרים לעתים קרובות הבחנה פשוטה בין היסודות העיקריים של כוכב בסדרה ראשית – מימן והליום – לבין שאר היסודות בעלי מספרים אטומיים גבוהים יותר בטבלה המחזורית. ניתן למצוא בכוכב יסודות כבדים מהליום אם הוא שייך לדור שני. כלומר, רק לאחר שכוכב מן מדור קודם עזב את הסדרה הראשית ופלט אותם יסודות כבדים לחלל, יכול להיווצר כוכב המכיל אותם. לכן, חלק מהיסודות הכבדים מהליום בכוכב נתון, מהווה מדד לקצב היווצרות כוכבים באזור המכיל את הכוכב. אסטרונומים מתייחסים ליסודות אחרים שאינם מימן והליום כאל "יסודות כבדים", למרות שהם אינם כבדים מאוד, הם מתייחסים אליהם גם כאל "מתכות", למרות שהם בוודאי לא כל היסודות הללו הם מתכתיים!
כוכבים בהילה, הנקראים אוכלוסיית "כוכבי הילה", חיים בקהילות כדוריות הנמצאות הרחק מעל או מתחת לדיסק הגלקסיה. ההילה מכילה הרבה כוכבי הילה בודדים וכמה מאות צבירים כדוריים. כל הכוכבים האלה נעים במסלולים אליפטיים המסתובבים פנימה והחוצה ביחס למישור הגלקסיה. כוכבי ההילה זוהו לראשונה בשל תנועותיהם המהירות. השמש מסתובבת בדיסק במהירות של 225 ק"מ/שניה. כוכבים לידנו בדיסק יוצרים אפקט דופלר קטן יחסית וניתן לקבוע את מהירותם כ- 10 עד 20 ק"מ/שניה ביחס השמש.
תארו לעצמכם שאנחנו מתחרים במרוץ מכוניות במסלול מרוצים עגול. כל המכוניות סביבנו נעות בערך באותה מהירות, אבל קיימת תנועה יחסית קטנה יותר בגלל מכוניות שעוקפות אותנו והמכוניות שאנו עוקפים אותן. בתחילת המאה ה -19, אסטרונומים מצאו כוכבים בקו רוחב גלקטי גבוה, שהיו להם הסחות דופלר גדולות של 100 עד 200 ק"מ/שניה. מהירויות גבוהות כאלה מייצגות את תנועת כוכבי ההילה החולפים דרך הדיסק ומתרחקים מאתנו. קיימים כמה כוכבי הילה ליד השמש, ניתן לזהותם בשל המהירות החריגה שלהם בשכונה הסולארית. כוכבים של אוכלוסיית ההילה עשויים מימן טהור ומעט הליום עם כמות קטנה של יסודות כבדים יותר, בין 1/1000 ל- 1/30 מכמותם בשמש.
לאסטרונומים טרמינולוגיה מבלבלת במקצת לגבי אוכלוסיות הכוכבים. אוכלוסייה I שמורה לאוכלוסיית הדיסק, לא מפני שכוכבים אלה נוצרו ראשונים, אלא מפני שהם היו הסוג הראשון של כוכבים שהאסטרונומים הכירו בסמוך לשמש. אוכלוסייה II היא אוכלוסיית ההילה, סוג כוכבים שהתגלה לאחר אוכלוסייה I. אנחנו יכולים גם להשתמש בטרמינולוגיה תיאורית יותר: אוכלוסיית הדיסק והאוכלוסייה הילה. כוכבים המכילים רק חומרים שנמצאו במפץ הגדול נקראים כוכבי אוכלוסייה III, לא נמצאו דוגמאות לאוכלוסייה זו. אך נמצאו כמה כוכבים בעלי הרכב כימי המעיד על כך שסופרנובה אחת או שתיים תרמו להרכבם הכימי, גם כוכבים אלה נקראים לפעמים אוכלוסייה III. הם נמצאים בהילה של גלקסיות.
באדיבות teachastronomy
האסטרונומים יודעים כעת, כי חלוקת הכוכבים לשתי אוכלוסיות עיקריות היא פשטנית מדי. המסלולים והחלל שבהם נמצאים הדיסק הגלקטי וכוכבי הילה שונים, אך במובנים אחרים כל אוכלוסייה מציגה מגוון מאפיינים. לכוכבי ההילה, בדרך כלל, יש רק שבריר זעיר של יסודות כבדים יותר מהליום, בעוד שכוכבי הדיסק מכילים 1% עד 5% מיסודות אלה. כאשר נוצרו כוכבי ההילה הם הכילו פי 10 עד פי 50 פחות של חומרים חיוניים ליצירת כדור הארץ כגון סיליקון, חמצן, ניקל וברזל. אנו עשויים לשער כי כוכבי הלכת (ואולי גם אורגניזמים חיים) נדירים סביב כוכבי ההילה. כוכבי ההילה הם זקנים ויש להם טווח גילאים הנע בין 9-13 מיליארד שנים, זהו גם גיל אופייני לצבירים כדוריים. לכוכבי דיסק יש טווח גילאים עצום. השמש היא בת 4.5 מיליארד שנים, וכמה כוכבים בדיסק אפילו מבוגרים יותר. אך רוב כוכבי הדיסק צעירים הרבה יותר, טווח הגילאים מתחיל באפס – אנחנו רואים גם כיום בדיסק כוכבים שזה עתה נוצרו.
הבליטה של הגלקסיה שלנו מייצגת אוכלוסיית אמצע. בתוך מספר קילו-פארסקים ממרכז הגלקסיה, קיימים לא רק כוכבים שהם זקנים ואדומים, אלא גם כוכבים צעירים יחסית וכחולים. אוכלוסיית הבליטה דומה ביותר לאוכלוסיית ההילה, אך היא כוללת גם כוכבים צעירים עם אחוז גדול יותר של יסודות כבדים.
מסת ההילה גדולה פי עשר ממסת הכוכבים שבדיסק. כוכבים רבים בהילה אינם נראים לעין משתי סיבות. ראשית, הם בדרך כלל נמצאים במרחקים גדולים מהשמש, כך שהאור שלהם דועך בהתאם לחוקי הקרינה. שנית, אוכלוסיית ההילה מבוגרת דיה, כך שהכוכבים המאסיביים והמאירים ביותר כבר עזבו את הסדרה הראשית לפני זמן רב. כוכבי הילה הם בעיקר כוכבים קלים שנותרו בסדרה ראשית, אלה כוכבים עמומים במהותם. יש לזכור כי המסה הכוכבית אינה כוללת את החומר האפל. המסה הכוללת של הגלקסיה היא בערך 1011 × 5 מסות שמש, שרובה נמצאת הרחק מההילה והדיסק. מסת הכוכבים על שלושת האוכלוסיות, מהווה רק כ- 15% ממסת הגלקסיה. החלק הארי של הגלקסיה מורכב מחומר אפל מסתורי.
Author: Chris Impey