这是距我们最近,也是唯一一个梅西耶可以分辨出其中单个恒星的球状星团。
Rolf Wahl Olsen
要找到M4,可以首先寻找夜空中一颗非常明亮的巨星——心宿二(心大、大火)。心宿二的亮度排在第12位,是天蝎座最亮的恒星。同时其周边也有大量裸眼可见的恒星。比如位于角宿一方向,距其只有2度的心宿一。蓝色的心宿一和红色的心宿二形成了非常鲜明的对比。M4就在这两颗星之间,位于二者连线西南方大约只有0.5度的位置上。我们可以用宽视野目镜、双筒望远镜或低倍天文望远镜来寻找。
M4是个相当壮观的天体!即使你的器材一般,看起来也会相当漂亮。它是梅西耶亲自发现的29个球状星团中的一个,是距离我们最近的,也是唯一一个梅西耶可以分辨出其中单个恒星的球状星团。他曾经这样记述:
由又小又(暗)的恒星组成的星团;在质量低劣的望远镜中,它看起来更像一个星云;这个星团位于心宿二附近,且与其平行。
梅西耶看到的M4,可能会是下面这个样子。
位于画面正中央的就是M4球状星团(右上方是明亮的木星)。Gary Clinch
这个距我们只有7200光年的稠密星团质量是太阳的67000倍,每1.16亿年环绕银河系中心运行一周,和银河系中心的距离在2000光年至20000光年之间。它每公转一次,就会穿越两次银盘,每一次都会被引力剥离一些恒星,这意味着它过去可能比现在更大!
通过对星团内单个恒星的分析,我们发现它们包含的重元素——碳、氧、硅和铁——比我们太阳内的含量要少得多:比方说铁的含量就只有太阳的8.5%。原因就是球状星团是宇宙中最古老的天体结构,它形成于宇宙大爆炸发生后不久,随后星团便逐渐失去了可供制造新恒星的气体。
Fort Lewis College
M4也不例外,它的年龄估计为122亿年,这就是为什么它内部蓝白色的恒星很少。如此高的年龄意味着星团内的恒星形成于宇宙大爆炸后仅16亿年,那时宇宙的年龄只有当前的12%,遗留至今的星团年龄已是太阳的两倍多,而且它也已经围绕着银河系运行了100圈,也就是说已经穿越了银盘210次!
因为这个星团是如此古老,所以那里有大量的白矮星和中子星;它们是上一代恒星几十亿年前燃尽死去后遗留下来残骸。M4内不但有脉冲星(高速自转的中子星),而且还是数量最多的白矮星聚集地之一。在哈勃太空望远镜的帮助下,我们可以亲眼看到散落在群星间的这些白矮星。
NASA
我们之所以能够看到这些白矮星,是因为M4距离我们比较近。这个直径75光年的星团内含有数万颗恒星,因此它实际上是恒星密度最低的球状星团之一,但是这并不意味着它内部的景象不壮观!
NASA
在上图的绿圈内,是一颗围绕着白矮星运行的脉冲星,与此同时还存在着一颗质量为木星2.5倍的气体巨行星。这个天体系统名为PSR B1620-26。白矮星的年龄是130亿岁,也就是说它诞生的时间比这个球状星团内的最后一波产星高潮要早!
球状星团是宇宙中一种与众不同的天体结构。无论是在宽视野上观看整个星团,还是用窄视野细看其核心区域,都相当壮观。
ESO(上)/ NASA(下)
M4正好位于心宿二附近。心宿二是一颗红巨星,在它和气体的共同作用下,其周边形成了一个星云。心宿一也是一颗冲击着周边气体的蓝巨星。因此如果用宽视野镜头把这三者收入同一画面,就会获得一幅相当美丽而且独一无二的照片。
M4(中)比心宿一(右)和心宿二(左)要遥远得多。Ivan Eder
Ethan Siegel / 老孙
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