M 4 (stjernehob)

M 4 ( NGC 6121 ) er en kugleformet stjernehob i stjernebilledet Scorpius , den nærmeste på Jorden eller en af ​​de nærmeste. Det er placeret i en afstand af 1,89 kiloparsecs (6160 lysår ). Hoben er ikke særlig stor i størrelse og masse: Hogens tidevandsradius er 70 lysår, og stjernerne i hoben er hovedsageligt koncentreret i et område med en radius på 38 lysår.

Hoben indeholder mere end 100 tusind stjerner og omkring 40 tusind hvide dværge . Ifølge forskellige skøn er stjernebefolkningens alder i hoben 11,5-13,3 milliarder år. Blandt hobens variable stjerner er en millisekundpulsar , der er vært for en exoplanet kaldet PSR B1620-26 b  , den ældste kendte exoplanet.

Klyngen blev opdaget af Jean Philippe de Chezo i 1746. I 1784 skelnede Charles Messier individuelle stjerner i hoben - M 4 var den første kuglehob, hvor dette blev gjort.

Klyngens tilsyneladende størrelse på 5,8 m gør den observerbar med det blotte øje på meget mørk himmel, og dens vinkeldiameter er 35 bueminutter , hvilket er større end Månens vinkelstørrelse .

Indstillinger

Placering

M4 er en kugleformet stjernehob . Afstanden til klyngen ifølge trigonometrisk parallakse , målt af Gaia -teleskopet , er omkring 1,89 kiloparsecs (6160 lysår ), og tidligere, indirekte afstandsestimater tager værdier på 1,7 til 2,2 kpc (5500-7200 lysår) [1 ] .

M 4 betragtes som den nærmeste kuglehob på Jorden [2] , eller en af ​​de nærmeste. Selvom man i 2007 opdagede stjernehoben FSR 1767 , som er endnu tættere end M 4 - i en afstand af 4900 lysår [3] , betragtes dette objekt i forskellige undersøgelser både som en kugleformet [4] og som en åben hob [ 5] . I nogle undersøgelser er karakteren af ​​FSR 1767 som en klynge blevet udfordret i princippet [6] . Den næstnærmeste bekræftede kuglehob, NGC 6397 , er placeret i en afstand af 2,4 kpc (7800 lysår) fra Jorden [1] .

M 4 er placeret i retning af galaksens centrum , på baggrund af bulen , og er relativt tæt på planet for den galaktiske skive : i en afstand af 2000 lysår fra den, på grund af hvilken interstellar absorption kraftigt påvirker klyngen [7] . M 4 bevæger sig væk fra Solen med en hastighed på 70 km/s [3] .

Fysiske egenskaber

M 4 er en relativt lille klynge. Tidevandsradius for klyngen er 70 lysår. Hobens stjerner er for det meste koncentreret i et område med en radius på 38 lysår, men et mindre område er mærkbart på fotografier med kort eksponering og i visuelle observationer. Den centrale del med en radius på 8 lysår indeholder halvdelen af ​​massen af ​​hele klyngen, og radius af klyngens kerne er 1,8 lysår. M 4 tilhører Shapley-Sawyer IX koncentrationsklassen, hvilket betyder en ret lav koncentration af stjerner - en af ​​de mindste blandt kuglehobe i Messier-kataloget [3] [7] .

Massen af ​​klyngen er også lille og udgør omkring 6,25–6,3⋅10 4 M ⊙ . Tilsyneladende mistede klyngen en betydelig del af sin masse tidligere på grund af tidevandsinteraktioner med andre objekter: ifølge forskellige teoretiske modeller var klyngens masse under dannelsen 3,4–7,5⋅10 5 M ⊙ . Simuleringer viser også, at klyngen oplevede et kernekollaps , selvom den observerede lysstyrkeprofil er karakteristisk for klynger, der ikke fandt sted [8] [9] .

Den absolutte størrelse af M 4 er −7,2 m [10] , lysstyrken er 6,25⋅10 4 L ⊙ [11] . Den integrale spektralklasse for klyngen er F8, farveindekset B−V  er 1,03 [3] .

Stjernepopulation

I M 4-hoben er der ifølge teoretiske beregninger mere end 100 tusind stjerner og omkring 40 tusind hvide dværge [2] [7] . Ifølge forskellige skøn er stjernebefolkningens alder på M 4 11,5-13,3 milliarder år, og metalliciteten  er fra -1,20 til -1,05, hvilket svarer til en relativ overflod af jern på 6-9% af solenergien [ 10] [12] [13] . Berigelsen med elementer fra alfa-processen i forhold til jern er +0,39, det vil sige, at indholdet af alfa-elementer i forhold til jern er 2,5 gange højere end solenergien [8] . Det er muligt, at der er to stjernepopulationer i forskellige aldre i hoben, men forskellen i deres alder bør ikke overstige 214 millioner år [14] .

Der kendes mindst 90 variable stjerner i hoben , hvoraf en betydelig del er RR Lyrae-variable [15] . Andre variabler omfatter PSR B1620-26 , en millisekundpulsar med en periode på 11 ms , tre gange hurtigere end Krabbetågen [7] . Pulsaren er en del af et system med tre objekter, der omfatter en hvid dværg og en exoplanet kaldet PSR B1620-26 b . Tilsyneladende blev exoplaneten dannet omtrent samtidig med stjernerne i hoben og er den ældste kendte exoplanet [16] .

Hoben indeholder stjernen Y 453, som er ret lys i det ultraviolette område : dens temperatur er 72.000 K og dens lysstyrke er omkring 690 L ⊙ . Y 453 er en udviklet stjerne, der har forladt den asymptotiske kæmpegren , dens masse er 0,53 M ⊙ [17] .

Studiehistorie

M4-klyngen blev opdaget af Jean Philippe de Chezo i 1746. Hans opdagelse blev dog ikke offentliggjort, og i 1752 opdagede Nicolas Louis de Lacaille [7] [18] uafhængigt klyngen .

Chezo og Lacaille var ikke i stand til at skelne stjernerne i hoben og forvekslede det med en tåge: den første, der kunne gøre dette, var Charles Messier i 1764, og han katalogiserede også hoben . M 4-hoben var den eneste kuglehob i Messiers observationer og den første kuglehob nogensinde, hvor individuelle stjerner blev opløst [3] [7] .

I 1987 blev millisekundpulsaren PSR B1620−26 opdaget , og blev den anden opdaget i en kuglehob: den første var PSR B1821−24 i klyngen M 28 [7] [19] . I 1992 viste det sig, at der udover pulsaren og den hvide dværg er et andet lavmasseobjekt PSR B1620−26 b i systemet : dens masse var kendt med lav nøjagtighed. Som et resultat af yderligere observationer blev værdien forfinet, og i 2003 blev det bekræftet, at dette objekt er en planet - et væsentligt bidrag til denne opdagelse blev ydet af observationer ved hjælp af Hubble-teleskopet [20] . Derudover blev der i 1997 ved hjælp af det samme teleskop taget et fotografi af 258 hvide dværge i hoben, og i 2001 blev stjerner med en tilsyneladende størrelse på op til 30 m fanget på et langtidseksponeret fotografi [7 ] .

Overvågning

M 4-klyngen har en tilsyneladende størrelse på 5,8 m , hvilket gør den synlig for det blotte øje på meget mørk himmel. Klyngens vinkeldiameter når 35 bueminutter, når den fotograferes med lang eksponering, hvilket er større end Månens vinkeldimensioner . Ved en kort eksponering er et mindre område synligt, og med visuelle observationer er vinkeldiameteren ikke mere end 15 bueminutter. Hoben observeres i stjernebilledet Scorpius , den bedste måned for observation er juli [2] [3] [21] .

M 4 er 1,3 grader vest for Antares . Klyngen er let at få øje på med en lille kikkert : i dette tilfælde ligner den en diset plet, og når du bruger et lille teleskop , bliver den runde form af klyngen synlig. Et teleskop med en linsediameter på 50 mm gør det muligt at skelne individuelle klyngestjerner, hvoraf den lyseste har en størrelsesorden på 10,8 m . Ved brug af et større teleskop, med en linsediameter på 120 mm, bliver en aflang struktur af flere klare stjerner synlig [3] [21] .

50 bueminutter øst for M 4 og 30 bueminutter fra Antares er en anden kuglehob, NGC 6144 . Den er svagere end M 4 - dens tilsyneladende størrelse er 9,0 m , og for at observere den skal du bruge et teleskop med en linsediameter på mindst 200 mm [3] [21] .

Noter

1. ↑ 1 2 Shao Z., Li L. Gaia parallax of Milky Way kuglehobe - En opløsning af blandingsmodel  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2019. - 1. november ( vol. 489 ). - P. 3093-3101 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnras/stz2317 . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
2. ↑ 1 2 3 Garner R. Messier 4 . NASA (6. oktober 2017). Hentet 12. august 2021. Arkiveret fra originalen 12. august 2021. (ubestemt)
3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Frommert H., Kronberg C. Messier 4 . Messier Database . Hentet 12. august 2021. Arkiveret fra originalen 4. oktober 2018. (ubestemt)
4. ↑ Bonatto C., Bica E., Ortolani S., Barbuy B. Yderligere undersøgelse af arten af ​​FSR1767  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2009. - 1. august ( vol. 397 ). — S. 1032–1040 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2009.15020.x . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
5. ↑ Kharchenko NV, Piskunov AE, Schilbach E., Röser S., Scholz R.-D. Global undersøgelse af stjernehobe i Mælkevejen. II. Kataloget over grundparametre  // Astronomi og astrofysik . - Les Ulis: EDP Sciences , 2013. - 1. oktober ( vol. 558 ). — S. A53 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/201322302 . Arkiveret fra originalen den 3. april 2019.
6. ↑ Froebrich D., Meusinger H., Scholz A.  NTT -opfølgende observationer af stjernehobekandidater fra FSR-kataloget  , Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . - Ofx.: Wiley-Blackwell , 2008. - 1. november ( vol. 390 ). — S. 1598–1618 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2008.13849.x . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Stoyan et al., 2008 , s. 80.
8. ↑ 1 2 Marino AF, Villanova S., Piotto G., Milone AP, Momany Y. Spektroskopiske og fotometriske beviser for to stjernepopulationer i den galaktiske kuglehob NGC 6121 (M 4  )  // Astronomi og astrofysik . - Les Ulis: EDP Sciences , 2008. - 1. november ( vol. 490 ). — S. 625–640 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361:200810389 . Arkiveret fra originalen den 12. april 2019.
9. ↑ Heggie DC, Giersz M. Monte Carlo-simuleringer af stjernehobe - V.  Kuglehoben M4  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2008. - 1. oktober ( vol. 389 ). — S. 1858–1870 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2008.13702.x . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
10. ↑ 1 2 Giersz M., Heggie DC Monte Carlo-simuleringer af stjernehobe - VI. Kuglehoben NGC 6397  // Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society  . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2009. - 1. maj ( vol. 395 ). - S. 1173-1183 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2009.14638.x . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
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. - 1. maj ( vol. 127 ). — S. 2771–2792 . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1086/383543 . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
12. ↑ Song F., Li Y., Wu T., Pietrinferni A., Poon H. Indflydelsen af ​​metalmassefraktionen Z, alder og blandingslængdeparameter på RGB-bump-størrelsen for M4-   klyngen // The Astronomical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 2018. - 1. december ( vol. 869 ). — S. 109 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.3847/1538-4357/aaecd3 . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
13. ↑ VandenBerg DA, Brogaard K., Leaman R., Casagrande L. The Ages of 55 Globular Clusters as Determined Using an Improved ΔVHB
    TILMetode sammen med farve-størrelsesdiagram-begrænsninger og deres implikationer for bredere problemer  //  The Astrophysical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 2013. - 1. oktober ( vol. 775 ). — S. 134 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1088/0004-637X/775/2/134 . Arkiveret fra originalen den 28. marts 2019.
14. ↑ Lucertini F., Nardiello D., Piotto G. Hubble Space Telescope UV Legacy Survey of Galactic Globular Clusters. XXII. Relativ alder af flere populationer i fem kuglehobe  // Astronomi og astrofysik  . - Bristol: IOP Publishing , 2021. - 1. februar ( vol. 646 ). — P. A125 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/202039441 . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
15. ↑ Wallace JJ, Hartman JD, Bakos GA, Bhatti W. A Search for Variable Stars in the Globular Cluster M4 with K2  //  The Astrophysical Journal Supplement Series. - Bristol: IOP Publishing , 2019. - 1. september ( vol. 244 ). — S. 12 . — ISSN 0067-0049 . doi : 10.3847 /1538-4365/ab3849 . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
16. ↑ Ældste kendte planet identificeret . NASA (23. marts 2008). Hentet 13. august 2021. Arkiveret fra originalen 13. august 2021. (ubestemt)
17. ↑ Dixon WV, Chayer P., Latour M., Bertolami MMM, Benjamin RA Observationer af den ultraviolet-lyse stjerne Y453 i kuglehoben M4 (NGC 6121  )  // The Astronomical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 2017. - 1. september ( vol. 154 ). — S. 126 . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.3847/1538-3881/aa8450 . Arkiveret fra originalen den 16. august 2021.
18. ↑ Seligman C. Nye generelle katalogobjekter: NGC 6100 - 6149 . cseligman.com . Hentet 13. august 2021. Arkiveret fra originalen 26. september 2018. (ubestemt)
19. ↑ Lyne AG, Biggs JD, Brinklow A., Ashworth M., McKenna J. Opdagelse af en binær millisekundpulsar i den kugleformede klynge M4   // Nature . - N. Y .: NPG , 1988. - Marts ( vol. 332 , iss. 6159 ). — S. 45–47 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/332045a0 . Arkiveret fra originalen den 13. august 2021.
20. ↑ Ældste kendte planet  identificeret . Hubble-rumteleskopet (10. juli 2003). Hentet 13. august 2021. Arkiveret fra originalen 16. august 2021.
21. ↑ 1 2 3 Stoyan et al., 2008 , s. 80-81.

Litteratur

• Stoyan, R., Binnewies S., Friedrich S., Schroeder K. Atlas of the Messier Objects: Highlights of the Deep Sky . - Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press , 2008. - ISBN 978-0-511-42329-1 .