באדיבות NASA
אחד המראות המרהיבים ביותר בטלסקופ קטן הוא צביר כדורי. צבירים כדוריים מסיביים בהרבה, צפופים בהרבה וסימטריים יותר מצבירים פתוחים או מאגודות כוכבים. הם גם זקנים מאוד: לעיתים קרובות גילם 11 מיליארד שנה ויותר. בדרך כלל יש בהם 20,000 עד כמה מיליוני כוכבים, אבל רבים מהכוכבים שבאזורים המרכזיים קרובים מדי זה לזה, ובטלסקופים קרקעיים הם מיטשטשים ואי אפשר להפריד ביניהם. בליבה של הצביר 47 טוקן, למשל, צילם טלסקופ החלל האבל צפיפות גבוהה במיוחד של כוכבים בהירים.
כדי לדמיין את התנאים בתוך צביר כדורי, דמיינו 10,000 כוכבים שמפוזרים סביב השמש במרחק שאינו גדול מהמרחק לאלפא קנטאורי, הכוכב הקרוב ביותר אלינו. הקוטר הטיפוסי של הריכוז המרכזי של צביר כדורי הוא 5 עד 25 פרסק בלבד. אילו חיינו בליבה של צביר כדורי, שמי הלילה שלנו היו בוערים באור כוכבים חזק פי עשרה מאור הירח המלא! גם הצבירים הכדוריים הקרובים ביותר נמצאים במרחק של אלפי פרסקים מאיתנו, ואנחנו רואים אותם רק משום שיש בהם כוכבים רבים כל כך ובהירים כל כך. ובכל זאת, טלסקופ צנוע בחצר הבית מראה דוגמאות בולטות רבות. בעזרת טלסקופים גדולים מצאו אסטרונומים כ-160 צבירים כדוריים סביב הגלקסיה שלנו (ועוד עשרות מועמדים), וגם צבירים כדוריים סביב גלקסיות קרובות רבות. לגלקסיית אנדרומדה (M31), למשל, יש כ-450 צבירים כדוריים ויותר.
באדיבות NASA
צביר כדורי אינו אוסף סטטי של כוכבים בחלל. באופן כללי הכוכבים נעים במסלולים אליפטיים סביב מרכז הצביר, אבל המסלולים של כוכבים בודדים עמוק בתוך הצביר יכולים להיות מסובכים מאוד. הכבידה של הצביר כולו, הפיזור של הכוכבים בו, המהירויות היחסיות שלהם וההשפעה של מפגשים קרובים בין כוכבים – כל אלה קובעים איך כוכב בודד נע בלולאות מסובכות סביב האזורים המרכזיים של הצביר. נזכור שגם בתנאים הצפופים האלה, התנגשויות של ממש בין כוכבים נדירות. נוסף על כך, הצביר כולו מקיף את הגלקסיה, ובערך פעם ב-100 מיליון שנה הוא חוצה את דסקת הגלקסיה. אפשר לדמיין שבמעברים כאלה, מפלנטות שבדסקה נראה צביר כדורי מקרוב במראה מרהיב.
בשנות ה-70 התברר שצבירים כדוריים הם מקורות של קרינת רנטגן חזקה. לקרינת הרנטגן מהצבירים הכדוריים אין התנודות המחזוריות החלקות שנובעות מתנועה במסלול בזוג כפול. במקומן יש שינויים לא סדירים – לפעמים לאורך שבועות או חודשים, ולפעמים העוצמה מוכפלת תוך דקות ספורות. הממצאים המפתיעים האלה הובילו לחשיבה חדשה על התנאים בתוך צבירים כדוריים. בדרך כלל מקורות הרנטגן אינם בדיוק במרכז הצביר, ונראה שהם מערכות כפולות. מחקרים בשנות ה-80 הראו שהליבות של צבירים כדוריים צפופות כל כך בכוכבים, שבתנאים האלה זוגות כפולים נוצרים לעיתים קרובות מהרגיל. לפי אחד הרעיונות, בצבירים כדוריים יש כוכבי נייטרונים רבים ושרידי כוכבים אחרים, ובגלל הצפיפות הם לוכדים לעיתים קרובות כוכבים חולפים למסלולים כפולים. כשהכוכב שנלכד מתפתח ומאבד מסה, גז עובר לכוכב הדחוס, והפגיעה האנרגטית של הגז בכוכב הנייטרונים או בדסקת הספיחה שלו עשויה ליצור קרינת רנטגן. הצפיפות הרבה של הכוכבים בפרסקים המעוקבים הספורים שבמרכז צביר כדורי הופכת את האזורים האלה לסביבות כוכביות יוצאות דופן.
מאז שנות ה-70 אסטרונומים מחפשים חורים שחורים בצבירים כדוריים. מלבד חורים שחורים מהסוג שנשאר כשכוכבים מסיביים מתים, הם ציפו שהאינטראקציות בין הכוכבים ירכזו כוכבים רבים במרכז הצביר, ואולי ייצרו שם חור שחור שמסתו פי מאות או אלפים ממסת השמש. כך היו הצבירים הכדוריים בקצה התחתון של רצף שמוגדר על ידי הגלקסיות: נראה שבמרכז של כל גלקסיה גדולה יש חור שחור, שמסתו יחסית למסת הכוכבים שבבליטה המרכזית שלה. אבל חורים שחורים כאלה, בעלי מסה בינונית, חמקו מגילוי, וכמה טענות לגילוי לא אושרו. טלסקופ החלל האבל הוא המתקן היחיד שרואה חד מספיק כדי להבחין בכוכבים בודדים בליבה הצפופה של צביר כדורי. ב-2021 מצא האבל אוסף של חורים שחורים קטנים קרוב למרכז הצביר הכדורי NGC 6397. מיזוגים של החורים השחורים האלה עשויים יום אחד להיות מקור משמעותי לגלי כבידה. ב-2024 דווח, לפי כוכבים שנעים מהר מאוד במרכז הצביר אומגה קנטאורי, על ראיה חזקה לחור שחור בעל מסה בינונית – לפחות 8,000 מסות שמש.
קשה היה להסביר את הצורה של המערכות העתיקות האלה. באסטרונומיה אנחנו פוגשים מערכות קוסמיות שהן דסקות שטוחות, ואחרות שהן כדוריות. למערכות דמויות דסקה יש סיבוב רב – למשל הטבעות של שבתאי והפלנטות של מערכת השמש. למערכות הכדוריות יש מעט סיבוב או אין בכלל – למשל ענן אורט של השביטים, והפיזור של הצבירים הכדוריים סביב הגלקסיה שלנו. הגודל הפיזיקלי שמתאר סיבוב הוא התנע הזוויתי. אסטרונומים גילו שהצבירים הכדוריים אינם כדוריים לגמרי, אלא פחוסים מעט, ולכן הם מסתובבים לאט ויש להם תנע זוויתי קטן. מכיוון שתנע זוויתי נשמר, לענני הגז שמהם נוצרו הצבירים הכדוריים היה כנראה סיבוב קטן. יתרה מזו, האינטראקציות המסובכות בין הכוכבים, ובמיוחד מפגשים של שלושה גופים בליבות הצבירים, גורמים לכך שהמבנה של הצביר כולו "פועם" לאט, כמו לב.
→ הסעיף הקודם: 14.17 צבירים פתוחים | הסעיף הבא: 14.19 מרחקים לקבוצות של כוכבים ←