M 4 (csillaghalmaz)

Az M 4 ( NGC 6121 ) egy gömb alakú csillaghalmaz a Skorpió csillagképben , amely a legközelebb van a Földhöz vagy az egyik legközelebbi csillaghalmaz. 1,89 kiloparszek (6160 fényév ) távolságra található. A halmaz mérete és tömege nem túl nagy: a halmaz árapálysugara 70 fényév, a halmaz csillagai főként egy 38 fényév sugarú régióban koncentrálódnak.

A halmaz több mint 100 ezer csillagot és körülbelül 40 ezer fehér törpét tartalmaz . Különféle becslések szerint a halmaz csillagpopulációjának életkora 11,5–13,3 milliárd év. A halmaz változócsillagjai között található egy ezredmásodperces pulzár , amely a PSR B1620-26 b nevű exobolygónak ad otthont  , a legrégebbi ismert exobolygónak.

A klasztert Jean Philippe de Chezo fedezte fel 1746-ban. 1784-ben Charles Messier megkülönböztette az egyes csillagokat a halmazban – az M 4 volt az első gömbhalmaz, ahol ez történt.

A halmaz 5,8 m -es látszólagos magnitúdója szabad szemmel is megfigyelhetővé teszi nagyon sötét égbolton, szögátmérője pedig 35 ívperc , ami nagyobb, mint a Hold szögmérete .

Opciók

Hely

Az M 4 egy gömb alakú csillaghalmaz . A halmaz távolsága a Gaia teleszkóppal mért trigonometrikus parallaxis szerint körülbelül 1,89 kiloparszek (6160 fényév ), a korábbi közvetett távolságbecslések pedig 1,7-2,2 kpc (5500-7200 fényév) értékeket vesznek fel . ] .

Az M 4 a Földhöz legközelebbi gömbhalmaznak [2] , vagy az egyik legközelebbinek tekinthető. Bár 2007-ben felfedezték az FSR 1767 csillaghalmazt , amely még közelebb van az M 4-hez - 4900 fényév távolságra [3] , a különböző tanulmányok ezt az objektumot gömb alakúnak [4] és nyitott halmaznak is tekintik [ 3]. 5] . Egyes tanulmányokban az FSR 1767 klaszter jellegét elvileg megkérdőjelezték [6] . A második legközelebbi megerősített gömbhalmaz, az NGC 6397 2,4 kpc (7800 fényév) távolságra található a Földtől [1] .

Az M 4 a Galaxis középpontja irányában, a kidudorodás hátterében helyezkedik el , és viszonylag közel van a galaktikus korong síkjához: 2000 fényévnyire tőle, aminek köszönhetően erős a csillagközi abszorpció . a klasztert érinti [7] . Az M 4 70 km/s sebességgel távolodik a Naptól [3] .

Fizikai jellemzők

Az M 4 egy viszonylag kicsi klaszter. A halmaz árapály sugara 70 fényév. A halmaz csillagai többnyire egy 38 fényév sugarú régióban összpontosulnak, de a rövid expozíciós fényképeken és a vizuális megfigyeléseken is észrevehető egy kisebb régió. A 8 fényév sugarú központi rész a teljes halmaz tömegének felét tartalmazza, a halmaz magjának sugara pedig 1,8 fényév. Az M 4 a Shapley-Sawyer IX koncentrációs osztályba tartozik, ami a csillagok meglehetősen alacsony koncentrációját jelenti - a Messier-katalógusban az egyik legkisebb gömbhalmazt [3] [7] .

A klaszter tömege szintén kicsi, és körülbelül 6,25–6,3⋅10 4 M ⊙ . Nyilvánvalóan a klaszter korábban tömegének jelentős részét más objektumokkal való árapály-kölcsönhatások miatt veszítette el : a különböző elméleti modellek szerint a klaszter tömege a kialakulás során 3,4-7,5⋅10 5 M ⊙ volt . A szimulációk azt is mutatják, hogy a klaszter magösszeomláson ment keresztül, bár a megfigyelt fényességprofil azokra a klaszterekre jellemző, amelyek nem fordultak elő [8] [9] .

M 4 abszolút nagysága −7,2 m [10] , fényessége 6,25⋅10 4 L ⊙ [11] . A klaszter integrál spektrális osztálya F8, a B−V színindex  1,03 [3] .

Csillagpopuláció

Az M 4 halmazban az elméleti számítások szerint több mint 100 ezer csillag és körülbelül 40 ezer fehér törpe található [2] [7] . Különböző becslések szerint az M 4 csillagpopulációjának életkora 11,5-13,3 milliárd év, fémessége pedig -1,20 és -1,05 között van, ami a napelem 6-9%-ának  megfelelő relatív vasbőségnek felel meg . 10] [12] [13] . Az alfa-folyamat elemeivel való dúsulás a vashoz viszonyítva +0,39, vagyis az alfa-elemek vashoz viszonyított tartalma 2,5-szerese a szolárisénak [8] . Lehetséges, hogy két különböző korú csillagpopuláció található a halmazban, de életkoruk különbsége nem haladhatja meg a 214 millió évet [14] .

A halmazban legalább 90 változócsillag ismert , amelyek jelentős része RR Lyrae változó [15] . További változók közé tartozik a PSR B1620-26 , egy ezredmásodperces pulzár , 11 ms -os periódussal , háromszor gyorsabb, mint a Rák-köd [7] . A pulzár egy három objektumból álló rendszer része, amely egy fehér törpéből és egy PSR B1620-26 b nevű exobolygóból áll . Úgy tűnik, az exobolygó megközelítőleg a halmaz csillagaival egy időben jött létre, és a legrégebbi ismert exobolygó [16] .

A halmaz az Y 453 csillagot tartalmazza, amely az ultraibolya tartományban meglehetősen fényes : hőmérséklete 72 000 K , fényessége pedig körülbelül 690 L⊙ . Az Y 453 egy kifejlődött csillag, amely elhagyta az aszimptotikus óriás ágat , tömege 0,53 M ⊙ [17] .

Tanulmánytörténet

Az M4-es klasztert Jean Philippe de Chezo fedezte fel 1746-ban. Felfedezését azonban nem publikálták, és 1752-ben Nicolas Louis de Lacaille [7] [18] önállóan fedezte fel a klasztert .

Chezo és Lacaille nem tudta megkülönböztetni a halmazban lévő csillagokat, és ködnek tévesztette: az első, aki erre Charles Messier volt képes 1764-ben, és ő katalogizálta is a halmazt . Az M 4 halmaz volt az egyetlen gömbhalmaz Messier megfigyelései során, és az első olyan gömbhalmaz, ahol az egyes csillagokat felbontották [3] [7] .

1987- ben fedezték fel a PSR B1620-26 ezredmásodperces pulzárt , amely a második lett egy gömbhalmazban: az első a PSR B1821-24 volt az M 28 -as klaszterben [7] [19] . 1992-ben kiderült, hogy a pulzár és a fehér törpe mellett van még egy kis tömegű objektum , a PSR B1620−26 b a rendszerben : tömegét kis pontossággal ismerték. A további megfigyelések eredményeként az értéket pontosították, és 2003-ra bebizonyosodott, hogy ez az objektum egy bolygó – ehhez a felfedezéshez jelentősen hozzájárultak a Hubble távcsővel végzett megfigyelések [20] . Emellett 1997-ben ugyanezen teleszkóp segítségével 258 fehér törpéről készült fénykép a halmazban, 2001-ben pedig akár 30 m - es látszólagos magnitúdójú csillagokat is rögzítettek hosszú expozíciós fényképen [7 ] .

Felügyelet

Az M 4 klaszter látszólagos magnitúdója 5,8 méter , így szabad szemmel látható nagyon sötét égbolton. A halmaz szögátmérője hosszú expozícióval fényképezve eléri a 35 percnyi ívet , ami nagyobb, mint a Hold szögméretei . Rövid expozíciónál kisebb terület látható, vizuális megfigyeléssel a szögátmérő nem több 15 percnyi ívnél. A halmaz a Skorpió csillagképben figyelhető meg, a megfigyelésre a legalkalmasabb hónap a július [2] [3] [21] .

Az M 4 Antarestől 1,3 fokkal nyugatra található . A fürtöt kis távcsővel könnyű észrevenni : ebben az esetben úgy néz ki, mint egy homályos folt, és kis távcsővel a fürt kerek formája láthatóvá válik. Az 50 mm-es lencseátmérőjű teleszkóp lehetővé teszi az egyes halmazcsillagok megkülönböztetését, amelyek közül a legfényesebb 10,8 m magnitúdójú . Nagyobb, 120 mm-es lencseátmérőjű teleszkóp használatakor több fényes csillagból álló megnyúlt szerkezet válik láthatóvá [3] [21] .

Az M 4-től keletre 50 percnyire, Antarestől pedig 30 percnyire van egy másik gömbhalmaz, az NGC 6144 . Halványabb, mint az M 4 - látszólagos magnitúdója 9,0 m , megfigyeléséhez legalább 200 mm lencseátmérőjű teleszkópot kell használni [3] [21] .

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 Shao Z., Li L. Gaia parallax of Milky Way globular clusters - A Solution of mix model  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2019. – november 1. ( 489. kötet ). - P. 3093-3101 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnras/stz2317 . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
2. ↑ 1 2 3 Garner R. Messier 4 . NASA (2017. október 6.). Letöltve: 2021. augusztus 12. Az eredetiből archiválva : 2021. augusztus 12. (határozatlan)
3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Frommert H., Kronberg C. Messier 4 . Messier adatbázis . Letöltve: 2021. augusztus 12. Az eredetiből archiválva : 2018. október 4.. (határozatlan)
4. ↑ Bonatto C., Bica E., Ortolani S., Barbuy B. Az FSR1767 természetének további vizsgálata  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2009. - augusztus 1. ( 397. kötet ). — P. 1032–1040 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2009.15020.x . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
5. ↑ Kharchenko NV, Piskunov AE, Schilbach E., Röser S., Scholz R.-D. Globális felmérés a Tejútrendszer csillaghalmazairól. II. Az alapvető paraméterek katalógusa  // Csillagászat és asztrofizika . - Les Ulis: EDP Sciences , 2013. - október 1. ( 558. köt. ). — S. A53 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/201322302 . Archiválva az eredetiből 2019. április 3-án.
6. ↑ Froebrich D., Meusinger H., Scholz A. Az FSR katalógusából , a Royal Astronomical Society Monthly Notices of the Royal Astronomical Society című katalógusából származó csillaghalmaz-jelöltekre vonatkozó   NTT nyomon követési megfigyelések . - Ofx.: Wiley-Blackwell , 2008. - november 1. ( 390. kötet ). — P. 1598–1618 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2008.13849.x . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Stoyan et al., 2008 , p. 80.
8. ↑ 1 2 Marino AF, Villanova S., Piotto G., Milone AP, Momany Y. Két csillagpopuláció spektroszkópiai és fotometriai bizonyítékai az NGC 6121 (M 4  ) galaktikus gömbhalmazban  // Astronomy and Astrophysics . - Les Ulis: EDP Sciences , 2008. - november 1. ( 490. kötet ). — P. 625–640 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361:200810389 . Archiválva az eredetiből 2019. április 12-én.
9. ↑ Heggie DC, Giersz M. Csillaghalmazok Monte Carlo-szimulációi - V.  The globular cluster M4  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2008. - október 1. ( 389. kötet ). — P. 1858–1870 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2008.13702.x . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
10. ↑ 1 2 Giersz M., Heggie DC Monte Carlo csillaghalmazok szimulációi - VI. Az NGC 6397 gömbhalmaz  // A Royal Astronomical Society havi közleményei  . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2009. - május 1. ( 395. kötet ). - P. 1173-1183 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2009.14638.x . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
11. ↑ Richer HB, Fahlman GG, Brewer J., Davis S., Kalirai J. Hubble Space Telescope Observations of the Main Sequence of M4  //  The Astronomical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 2004. - május 1. ( 127. kötet ). — P. 2771–2792 . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1086/383543 . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
12. ↑ Song F., Li Y., Wu T., Pietrinferni A., Poon H. The Influence of the Metal Mass Fraction Z, Age, and Mixing-length Parameter on the RGB Bump Magnitude for the M4   Cluster // The Astronomical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 2018. - december 1. ( 869. kötet ). — 109. o . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.3847/1538-4357/aaecd3 . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
13. ↑ VandenBerg DA, Brogaard K., Leaman R., Casagrande L. The Ages of 55 Globular Clusters as Determined With an Improved ΔVHB
    TOA módszer a szín-nagyságdiagram megszorításaival együtt, és azok következményei a tágabb kérdésekre  //  The Astrophysical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 2013. - október 1. ( 775. kötet ). — 134. o . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1088/0004-637X/775/2/134 . Az eredetiből archiválva : 2019. március 28.
14. ↑ Lucertini F., Nardiello D., Piotto G. A Hubble Space Telescope UV Legacy Survey of Galactic Globular Clusters. XXII. Több populáció relatív életkora öt gömbhalmazban  // Astronomy and Astrophysics  . - Bristol: IOP Publishing , 2021. - február 1. ( 646. kötet ). — P. A125 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/202039441 . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
15. ↑ Wallace JJ, Hartman JD, Bakos GA, Bhatti W. A Variable Stars in the Globular Cluster M4 with K2  //  The Astrophysical Journal Supplement Series. - Bristol: IOP Publishing , 2019. - szeptember 1. ( 244. kötet ). — 12. o . — ISSN 0067-0049 . doi : 10.3847 /1538-4365/ab3849 . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
16. ↑ Azonosított legrégebbi ismert bolygó . NASA (2008. március 23.). Letöltve: 2021. augusztus 13. Az eredetiből archiválva : 2021. augusztus 13. (határozatlan)
17. ↑ Dixon WV, Chayer P., Latour M., Bertolami MMM, Benjamin RA Observations of the Ultraviolet-bright Star Y453 in the Globular Cluster M4 (NGC 6121  )  // The Astronomical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 2017. - szeptember 1. ( 154. kötet ). — 126. o . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.3847/1538-3881/aa8450 . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 16-án.
18. ↑ Seligman C. Új általános katalógusobjektumok: NGC 6100 - 6149 . cseligman.com . Letöltve: 2021. augusztus 13. Az eredetiből archiválva : 2018. szeptember 26.. (határozatlan)
19. ↑ Lyne AG, Biggs JD, Brinklow A., Ashworth M., McKenna J. Bináris ezredmásodperces pulzár felfedezése az M4 gömbhalmazban   // Természet . - N. Y .: NPG , 1988. - március ( 332. kötet , 6159. szám ). — P. 45–47 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/332045a0 . Archiválva az eredetiből 2021. augusztus 13-án.
20. ↑ Azonosított legrégebbi ismert bolygó  . Hubble Űrteleszkóp (2003. július 10.). Letöltve: 2021. augusztus 13. Az eredetiből archiválva : 2021. augusztus 16.
21. ↑ 1 2 3 Stoyan et al., 2008 , pp. 80-81.

Irodalom

• Stoyan, R., Binnewies S., Friedrich S., Schroeder K. A Messier-objektumok atlasza: A mély égbolt csúcspontjai . - Cambridge, Egyesült Királyság: Cambridge University Press , 2008. - ISBN 978-0-511-42329-1 .