Kulehoper er sære objekter. Til forskjell fra vanlige åpne hoper av stjerner, der enkeltstjernene er forholdsvis spredt fra hverandre, har kulehoper svære mengder stjerner som er veldig tettpakket i kjernen. Hos noen kan tettheten i kjernen være i størrelsesorden en million stjerner per kubikklysår (forestill deg nattehimmelen inne i en kulehop!). Kulehoper kan ha en populasjon fra 100 000 til 10 millioner stjerner, og størrelsen varierer som oftest fra en diameter på litt under 100 til litt over 200 lysår. Den største vi kjenner, Omega Centauri, har en diameter på 620 lysår. Som navnet tyder på har de en symmetrisk, kule-liknende form, der tettheten avtar fra kjernen og utover. De kan sammenliknes med små elliptiske dverggalakser. Bidelt er av M13.

Kulehoper er gjenstand for aktiv forskning. Man er ikke sikker på hvordan de ble formet, og flere modeller eksisterer. Men man vet at de inneholder noen av de aller eldste stjernene vi har observert, og som må ha blitt dannet ikke lenge etter selve universet. De fleste har en alder på 10 til 15 milliarder år.

En modell går ut på at de ble dannet på liknende måte som åpne hoper, men under mer ekstreme forhold. Det dreier seg om såkalte superstjernehoper: Stor tilgang på gass kombinert med høyt trykk fører til en eksplosiv stjernedannelse, med stor tetthet av stjerner. Forhold som dette kan man finne i for eksempel kolliderende galakser. Men tidlig i universets historie, da materien var mer tettpakket, kan også disse betingelsene ha vært til stede. Dette stemmer overens med den høye alderen til kulehopene. Slike forhold har vi i dag ikke i Melkeveien, der det dannes åpne hoper i spiralarmene, som Pleiadene.

Men kulehoper dannes faktisk fortsatt: I en nærliggende dverggalakse har man nylig oppdaget en stjernetåke der intens stjernedannelse foregår. Man er ganske sikker på at det dreier seg om kulehopformasjon. Dette blir dermed den yngste kulehopen observert hittil.

En annen teori, kalt "self-enrichment"-teorien, omhandler supernovaer (eksploderende stjerner) fra tidlig i galaksenes historie. Sjokkbølgene fra supernovaene komprimerer nærliggende gass, samtidig som de beriker gassen med metaller dannet i eksplosjonen. Denne komprimeringen danner nye stjerner som så kan falle sammen til kulehoper.

I vår melkevei befinner kulehoper seg hovedsakelig i et kuleformet (sfærisk) område utenfor galakseskiven, den såkalte haloen. Dette har man observert også hos andre galakser. Man har sett flere tusen kulehoper som tilhører galaksen M87 i Jomfruen. Det er langt flere enn vår galakse har, som er ca. 150. I mindre grad finnes de også nær galaksens sentrale område. Disse har et høyere metallinnhold enn de øvrige. Denne forskjellen er av betydning med hensyn til vår galakses historie. Kulehoper som sådan er viktige når man studerer galaksens stjerneformasjon gjennom tidene. De er objekter som det er langt enklere å trekke slutninger av enn det øvrige stjernelyset: Alle stjernene i en kulehop har omtrent samme alder og sammensetning. Skulle man studere lyset fra andre stjerner, ville man finne en "suppe" av forskjellige stjerner. På denne måten blir kulehoper relativt enkle objekter som man kan forstå lettere.

Kulehoper inneholder imidlertid stjerner med forskjellig masse, og dermed forskjellig levetid. Mer masserike stjerner lever kortere enn andre. Da dette er svært gamle objekter, er røde kjempestjerner vanlige. Disse er i sluttfasen av sine liv. Romteleskopet Hubble har dessuten påvist flere hvite dverger i den nærmeste kulehopen, M4 i Skorpionen. Den har kanskje hele 40 000 av dem. En hvit dverg er det som blir igjen av de fleste stjerner når de er utbrent, men før de avkjøles så mye at de blir usynlige.

Det som kanskje er det viktigste aspektet ved studiet av kulehoper er den såkalte luminositetsfunksjonen, altså lysstyrkefunksjonen. I kosmologien er man svært interessert i å finne Hubble-konstanten H, som gir oss et mål på utvidelseshastigheten og alderen til universet. For å få en verdi på H må man vite hastigheten til fjerne galakser, samt deres avstand fra oss. Luminositetsfunksjonen kan hjelpe oss med det siste: Man har oppdaget at den absolutte lysstyrken til kulehoper følger en kurve hvis man har et tilstrekkelig stort utvalg av dem. Denne funksjonen later til å gjelde i alle galakser. Ved å studere lyset fra kulehoper i fjerne galakser, kan man finne igjen denne kurven og se på den tilsynelatende lysstyrken. Når man har både tilsynelatende og absolutt lysstyrke, kan man regne ut avstanden. Slike lyskilder som brukes til avstandsbestemmelser kalles standardlys, og kulehoper er spesielt egnede. De er mer lyssterke enn enkeltstjerner, og kan dermed bestemme avstanden til fjernere galakser.

Man er ikke sikker på hva kjernekollaps kan føre til, men det er usannsynlig at kjernen faller sammen til et svart hull. Andre prosesser igjen kan forhindre kollaps. Når man i tillegg vet at dobbeltstjerner reagerer annerledes enn enkeltstjerner i disse prosessene, så skulle man tro at kulehoper kan gi astronomer mer enn nok å klø seg i hodet med.

En interessant prosess er såkalt "fordampning" av kulehoper. Som stjerner, er heller ikke kulehoper evige. Gravitasjonseffekter fra galaksen kan bidra til en erosjon av dem. Etter hvert som hopen beveger seg i galaksens tyngdefelt, kan galaksen tiltrekke de ytre delene så mye at disse stjernene blir revet helt vekk. Dermed får hopen som sådan mindre masse og tiltrekningskraft, slik at enda flere stjerner kan rives vekk osv. Man tror at flere hoper kan ha blitt revet i stykker på denne måten. De som er igjen er de som befant seg i "gunstige" baner rundt galaksen. Kanskje utgjør de nåværende kulehopene bare 10% av det opprinnelige antallet.

Kulehoper kan være svært pene å se på også for amatører. Små teleskop vil vise de lyseste kulehopene som diffuse kuler. Med sidesyn, som er mest følsomt for lys, kan du kanskje også ane en oppløsning i enkeltstjerner. Men som med alle deep-sky objekter er lysåpningen på kikkerten (+mørk himmel!) det viktigste når man vil se detaljer. Fra 6-8 tommers diameter og oppover blir mange hoper et vakkert mylder av stjerner, tynnest i kanten, og med utallige stjerner i kjernen. Prøv gjerne høy forstørrelse. Se om du kan merke forskjell fra en kulehop til en annen. Noen, som M13 i Herkules, har en ganske tykk og fyldig kjerne, mens andre, som M15 og M92 i henholdsvis Pegasus og Herkules, har tettere kjerner med tynnere ytre områder. M13 med total størrelsesklasse 5.9 er for øvrig den flotteste kulehopen som er synlig fra nordlige breddegrader. Den er 23 000 lysår unna, og kan sees med det blotte øyet fra et mørkt sted. M71 i Sagitta (Pilen) er noe av et tvilstilfelle. Man har lurt på om man skal klassifisere den som åpen hop eller kulehop. Til åpen hop å være er den ganske kompakt, og som kulehop er den noe tynn. Den regnes vanligvis som kulehop. Hvis du har mulighet, så se selv og se hva du synes!

Himmelens aller flotteste kulehop regnes for å være Omega Centauri (bildet), med en total størrelsesklasse på hele 3,68. Den skal være et fantastisk syn i teleskop, men er dessverre forbeholdt stjernekikkere mye lengre sør enn oss her i Norge. Den er den største kulehopen, med millioner av stjerner, og utgjør nærmest en liten galakse i seg selv.

________________________________________