Peremvidék (haló)

A Tejútrendszer peremvidékének legfeltűnőbb objektumai a gömbhalmazok. Ezek a kb. 10 ezer - 50 millió közti csillagot tartalmazó, nagyon sűrű, gömb alakú csillaghalmazok a Tejútrendszer és az egész Univerzum legidősebb képződményei közé tartoznak. A legöregebb gömbhalmazok kb. 12 milliárd évesek. A Tejútrendszerben 158 gömbhalmazt ismerünk, más galaxisok körül viszont több százat, sőt több ezret is találhatunk.

A gömbhalmazok csillagai kis tömegű, idős, II. populációs objektumok. Fősorozati csillagot viszonylag keveset tartalmaznak, a fényesebb csillagok többsége vörös óriáscsillag, vagy a horizontális ágon tartózkodó, He-égető csillag (lásd 2.3. fejezet). Ez utóbbi állapotban találhatóak az RR Lyrae típusú pulzáló változócsillagok, amelyeknek tudománytörténeti jelentősége is van. Ezek segítségével mérte meg a 20. század elején Harlow Shapley a gömbhalmazok távolságát, és állapította meg elsőként a Tejútrendszer óriási méretét.

A gömbhalmazok szferikus térbeli eloszlást mutatnak a Tejútrendszer középpontja körül. A távolabbiak idősebbek és fémszegényebbek ($-2 <$ [Fe/H] $< -1$), míg a közelebbiek fiatalabbak és fémgazdagabbak ($-1 <$ [Fe/H] $< 0$). A gömbhalmazok közötti térben számos mezőcsillag kering nagy sebességgel a Tejútrendszer középpontja körül, ezek térbeli sűrűsége azonban nagyságrendekkel kisebb, mint a korong, vagy a bulge csillagsűrűsége. A halóban nagy sebességel mozgó semleges hidrogénfelhők is találhatóak. Ezek a távoli, nagy sebességgel mozgó HI-felhők feltehetően a fősíkból származnak, talán szupernóva-robbanások, esetleg törpegalaxisokkal való gravitációs kölcsönhatás miatt dobódhattak ki a fősíkból.

A külső csillagok és hidrogénfelhők mozgása nem egyeztethető össze a gravitációs törvénnyel, ha csak a világító anyag tömegével számolunk. Az ellentmondás akkor oldható fel, ha feltesszük, hogy a haló nagy mennyiségű nem világító, sötét anyagot tartalmaz. Ennek össztömege akár egy nagyságrenddel meghaladhatja a világító anyag kb. 100 milliárd naptömegre becsülhető össztömegét.