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GEMINI/GeMS observations unveil the structure of the heavily obscured globular cluster Liller 1

By exploiting the near-IR camera GSAOI combined with the multi-conjugate adaptive optics system GeMS at the GEMINI South Telescope, our group investigated the heavily obscured globular cluster Liller 1 in the Galactic bulge.
Image of the central region (15"x15") of Liller 1 acquired with GeMS at the Gemini South Telescope (left panel), compared to that obtained with anothe

Authors

Saracino S. (UNIBO); Dalessandro E. (UNIBO); Ferraro F.R. (UNIBO); Lanzoni B. (UNIBO); Geisler D. (Univ Concepcion, Chile); Mauro F. (Univ Concepcion, Chile); Villanova S. (Univ Concepcion, Chile); Moni Bidin C. (Univ. de Antofagasta, Chile); Miocchi P. (UNIBO); Massari D. (INAF-OABO)

Published on June 15, 2015 in The Astrophysical Journal (volume 806, issue 2, p. 152).

Abstract

By exploiting the exceptional high-resolution capabilities of the near-IR camera GSAOI combined with the multi-conjugate adaptive optics system GeMS at the GEMINI South Telescope, our group investigated the heavily obscured globular cluster Liller 1 in the Galactic bulge. We have obtained the deepest and most accurate color-magnitude diagram published so far for this cluster, reaching Ks ~19 (below the main sequence turn-off level). We used these data to re-determine the centre of gravity of the system and its main structural and physical parameters (scale radii, concentration parameter, central mass density, total mass). We find that Liller 1 is significantly less concentrated and less extended than previously thought. Moreover, it has the second highest collision rate (after Terzan 5) among all star clusters in the Galaxy, thus confirming that it is an ideal environment for the formation of "exotic" objects (such as millisecond pulsars). This result has been obtained within the framework of the project Cosmic-Lab, founded by the European Research Council (ERC).

Image

Image of the central region (15"x15") of Liller 1 acquired with GeMS at the Gemini South Telescope (left panel), compared to that obtained with another ground-based telescope, the ESO New Technology Telescope (right panel). The exceptional sharpness of the GeMS image, achieved thanks to the multi-conjugate adaptive optics system, is comparable to that provided by the Hubble Space Telescope (the angular dimension of each stellar image is only 0.075").

Image Credit: F. R. Ferraro/ E. Dalessandro (Cosmic-Lab - University of Bologna, Italy)

Osservazioni astronomiche con GEMINI/GeMS svelano la struttura di Liller 1, un ammasso globulare fortemente oscurato dalla polvere interstellare

Pubblicato il 15 giugno 2015 su The Astrophysical Journal (volume 806, issue 2, p. 152).

Sfruttando lo straordinario potere risolutivo della camera infrarossa GSAOI, combinata con il sistema di ottiche adattive multi-coniugate GeMS, al telescopico GEMINI South in Cile, il nostro gruppo ha studiato Liller 1, un ammasso globulare

fortemente oscurato, nel bulge della nostra galassia. Abbiamo cosi' ottenuto il diagramma colore-magnitudine piu` fondo mai pubblicato per questo ammasso, raggiungendo la magnitudine Ks~19, piu` debole del punto del turn-off della sequenza principale. Grazie a questi dati straordinari, abbiamo ri-determinato il centro di gravita` del sistema e i suoi principali parametri strutturali (come i raggi di scala, il paramentro di concentrazione, la densita` di massa centrale, la massa totale).

Abbiamo trovato che Liller 1 e` significativamente meno concentrato e piu' esteso di quanto si pensasse. Inoltre, questo ammasso e` caratterizzato da un elevato parametro collisionale (secondo solo a quello di Terzan 5, tra gli ammassi globulari della Via Lattea), che lo rende un ambiente ideale per la formazione di oggetti "esotici" (come le pulsar al millisecondo). Questo studio e` stato effettuato nell'ambito del progetto Cosmic-Lab, finanziato dal Consiglio delle Ricerche Europeo (ERC).

Immagine

L'immagine della regione centrale (15"x15") di Liller 1 acquisita con GeMS al telescopio Gemini South (panello di sinistra), confrontata con quella ottenuta con un altro telescopio a Terra, il New Technology Telescope dell'ESO (pannello di desta). La straordinaria nitidezza dell'immagine GeMS, ottenuta grazie al sistema di ottiche adattive multi-coniugate, e` paragonabile a quella che si puo' raggiungere con osservazioni dallo spazio tramite il Telescopio Spaziale Hubble (la dimensione angolare di ciascuna sorgente stellare e` di appena 0.075").