梅西耶M4

梅西耶M4

m4是最鬆散,最稀疏的球狀星團之一,因此它的聚集度類型被定為ix型。 它的半質量半徑為3.65',即大約8光年,因此星團中一半的質量都聚集在中心直徑為16光年的球體中。 1987年,第一顆毫秒脈衝星在這個球狀星團中被發現。

M4M4

星系簡介

球狀星團 m4 (NGC 6121),類型ix,位於天蠍座
赤經 16 : 23.6(小時:分)
赤緯 -26 : 32(度:分)
距離 7.2(千光年)
視亮度 5.6(星等)
視大小 36.0(角分)

詳細信息

由philippe loys de chéseaux在1746年發現。
m4是天空中距離最近的球狀星團之一;根據最新的結果(這裡採用的是w.e. harris的資料庫),它的距離也許只有7,200光年左右,也許是最近的球狀星團;唯一可能與之相比的是位於南天的天壇座中的NGC 6397,然而這個星團現在看來還是稍遠了一點(7,500光年)。m4可以在非常暗的天空中用肉眼感覺到(位於心宿二西側1.3度),在最小的光學儀器中也非常突出。
作為一個非同尋常的細節,m4顯示出中央的一個“棒”狀結構,在我們的照片中看得很清楚,大致從左側稍下方延伸到右側稍上方(譯註:原文如此,實際上“棒”在照片中幾乎呈豎直方向,略微偏向左上-右下方向);這個由11等恆星組成的“棒”長約2.5',方位角為12度,最早在1783年由威廉姆·赫歇耳注意到。也許正是這個結構使得harlow shapley認為這個球狀星團有一些拉長,呈橢圓形(橢率0.9,長軸方向方位角115度),這一想法沒有得到現代觀測或者照片的證實。
如果沒有黑暗星際介質所組成的濃雲的遮擋,m4應該是天空中最壯麗的球狀星團之一。星際介質的吸收也使球狀星團發出的光線變紅,因此彩色照片中的m4總是略顯橙色或是棕色。在深度暴光的照片中,它的角直徑約為36角分,超過了滿月的大小;對應的真實直徑約為75光年。在通常的照片中,它的直徑略小於26',目視估計為14角分。它的潮汐半徑估計為32.49',即70光年左右。潮汐半徑的定義是,在這個距離上,銀河系的潮汐引力剛好可以將恆星從星團中解放出來,因此這個球狀星團的引力控制範圍是一個直徑140光年的球狀空間。
m4是最鬆散,最稀疏的球狀星團之一,因此它的聚集度類型被定為ix型。它的緻密核心被測定為直徑1.66',即3.6光年。它的半質量半徑為3.65',即大約8光年,因此星團中一半的質量都聚集在中心直徑為16光年的球體中。它以每秒70.4km的速度離我們而去,至少包含43顆已知變星。它的光譜型被定為f8,色指數由b-v=1.03確定。
球狀星團是由de chéseaux在1745-46年發現的,被他列為第19號天體,也被在lacaille的星表中被標為lacaille i.9。梅西耶在1764年5月8日將其列入星表,並且首次將它分解為“由非常小[暗]的恆星組成的星團”;這是他用他的中等儀器能夠分辨出來的唯一一個球狀星團,因此也是第一個被分辨出來的球狀星團。僅僅過了約20年,william herschel就能夠用他的大望遠鏡將所有的messier球狀星團全部分解開了。

脈衝星/中子星-內部結構模型圖脈衝星/中子星-內部結構模型圖

1987年,第一顆毫秒脈衝星在這個球狀星團中被發現。這顆脈衝星,1821-24,是每3.0毫秒旋轉一周(並且發出一個脈衝)的中子星,即每秒鐘自轉超過300次,比m1中的蟹狀星雲脈衝星快了近10倍。第二顆毫秒脈衝星後來也在那一年,在M28中被發現。
1995年8月,hubble太空望遠鏡拍到了銀河系中最古老的恆星之一。2003年7月,利用hubble望遠鏡進行的研究還認證出一顆繞著其中一顆白矮星運行的行星;它們與一顆被稱為psr b1620-26的脈衝星組成一個三合系統。這顆大約2.5倍木星質量的行星可能與球狀星團m4一樣古老,現在估計的年齡約為130億年,幾乎是我們太陽系年齡的三倍了。
m4很容易找到,因為它就位於明亮的心宿二以西1.3度,就在與天蠍座sigma星連線的南側(心宿二,天蠍座alpha星,1.0等,光譜型m 1.5 i,略微變光;天蠍座sigma星,V星等2.9,譜型b2 iii)。在雙筒鏡中呈現出一個圓形的彌散光斑,在小望遠鏡中為一個圓形光暈,4英寸鏡子可以分解出最明亮的,約10.8等的恆星;前面提到的棒狀結構相當明顯,解析出的恆星呈不規則分布。更大的望遠鏡能顯示出一個直徑超過16角分的、由恆星組成的暈圍繞在星團明亮的中心部分周圍。

白矮星-內部結構模型圖白矮星-內部結構模型圖

附近(東偏東經50')更靠近心宿二(西北僅30')的地方,可以找到更暗的球狀星團NGC 6144(星等10.4,直徑3.3');要觀測它,必須將心宿二排除在視場之外,這樣它的光芒才不會把這個暗球狀星團掩蓋住。

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