壮观的梅西耶54-NGC 6715球状星团_新闻_

在18世纪著名的法国天文学家查尔斯·梅西耶(Charles Messier)注意到夜空中出现了几个“星云”。在最初把他们误认为彗星的时候，他开始编制一份清单，这样其他人就不会犯同样的错误。随着时间的推移这个列表(称为Messier目录)将会包括100个最令人难以置信的夜空中的物体。

其中一个是球状星团名为梅西耶54。这个星团位于人马座星群的方向，曾经被认为是银河系的一部分，距离地球大约5万光年。近几十年来，天文学家们逐渐认识到它实际上是人马座矮星系的一部分，距离地球约87000光年远。

哈勃图像的梅西耶54，一个球状星团位于人马座矮星系。图片：ESA/Hubble & NASA

你所看到的这个紧凑的星球以每秒142公里的速度从我们身边离开开，直径可达150万光年，距离我们87400光年。1994年天文学家发现了一个相当震惊的…这很难解决球状实际上是人马座矮椭圆星系的一部分。正如Michael h . Siegal(et al)在他们的研究中所说：作为ACS星系球状星团研究的一部分，我们展示了哈勃太空望远镜的新光度计，它是巨大的球状星团M54(NGC 6715)和被潮汐破坏的人马座(Sgr)dSph星系的核心。我们的深度(F606W ~ 26.5)，高精度的光度计产生了一个空前详细的色度图，显示了M54 + Sgr系统的扩展的蓝色水平分支和多个主序列。

多次的旋回表明至少有两个中老年恒星形成时期，有4个和6个旋转的年龄，[Fe / H]= - 0.4到- 0.6。我们也第一次清楚地表明，一个突出的~ 2.3岁的Sgr接近太阳的丰度。此外还指出了更年轻(约0.1 - 0.8 Gyr old)的痕量星群，更富金属含量([Fe / H]~ 0.6)。Sgr年龄-金属的关系与一个封闭的模型和多个(4 - 5)恒星的形成在卫星的整个生命周期，包括自Sgr开始中断的时间一致。

在它紧凑的深处，潜伏着至少82个已知的变星，其中55个是RR - Lyrae型。但是使用哈勃太空望远镜的天文学家也发现，有两个半常规的红色变量，周期为77和101天。美国国家光学天文观测台的凯文·查尔斯·施劳夫曼和肯尼斯·约翰·威尔维尔在他们的研究中解释道：我们的大多数候选变量恒星都是在星团中心的PC1图像上发现的——在M54的先前基于地面的变量研究中，没有任何变量，这些观察不能从地面进行，即使是AO，因为在地面观测中，每一个分辨率元素都有太多的恒星。

球状星团梅西耶54。图片：NASA

但是在这种遥远的宇宙恒星进化实验室里，还能发现其他什么不同寻常的恒星呢？尝试一种被称为“蓝钩星星”的现象!正如Alfred Rosenberg(et al)在他们的研究中所说的：我们现在以球状星团M54为中心(NGC 6715)，颜色星等图清晰地显示出一个蓝色的水平分支，超出了零年龄水平分支理论模型，这些水平分支恒星(也被称为“蓝钩”恒星)，它超越了标准水平分支的热恒星的包络质量的下限，迄今为止只存在于几个球状星团:NGC 2808、欧米茄(NGC 5139)、NGC 6273和NGC 6388。

这些星团如M54，是我们星系中最明亮的，这表明了这些类型的水平分支恒星的存在和星团的总质量之间可能存在的相关性。在Teff = 27000 K附近观测到的M54的水平分支上有一个缺口，可以解释为在后期的氦气闪蒸理论中，这是对蓝钩恒星起源的一个可能的解释。

但随着这些恒星们紧紧地捆绑在一起，更有可能出现在梅西耶54的内部。正如蒂姆·亚当斯(et al)在他们的研究中所指出的：

我们研究了一种方法来解释在核破裂后球状星团中红色巨星的明显缺乏。我们建议红巨星和二进制系统之间的碰撞会导致的破坏一些红巨星的比例，通过敲打出红巨星的核心或形成一个共同的信封的耗散系统。将导致红巨星的信封，将红巨星视为两个点的质量，一个为核心和另一个信封(用适当的力法考虑质量的分布)和双星系统的组件也视为点质量，我们利用四个恒星代码来计算的时间尺度就会发生碰撞。然后我们进行一系列光滑的粒子流体动力学运行，以检查系统内部的传质细节。

此外我们还发现，单个恒星和红巨星之间的碰撞导致了一个共同的包络系统的形成，它将摧毁红巨星。我们发现双星系统和红巨星之间的低速碰撞会导致高达13%的红巨星的毁灭。这有助于解释在PCC球状星团中观察到的颜色梯度。我们还发现在这两种碰撞中形成的二元体系最终可能会接触到可能产生大量的灾难性变量。

在智利北部的ESO的帕拉纳天文台的VLT测量望远镜拍摄的梅西耶54。图片：ESO

但发现还没有结束…因为2009年的研究已经揭示了在梅西耶54中存在一个中等质量黑洞的证据，这是已知的第一个在球状星团中发现的黑洞。

位于人马座矮星系中心(Sgr)的球状星团M54的中心发现了一个恒星密度尖头和速度色散增加。中央视线速度色散是20.2±0.7公里的s - 1,减少到16.4±0.4公里s - 1在2 farcs5(0.3)。将运动学和表面密度谱作为一个国王模型的和，一个点质量产生一个黑洞质量~ 9400 M太阳。然而如果尖角星具有适中的径向各向异性，则可以或者解释观测结果。对Sgr核的牛仔裤分析揭示了一个强大的切向各向异性，可能是系统形成的遗迹。

历史的观察：

1778年7月24日，当查尔斯·梅西耶第一次看到这个模糊的模糊的时候，他不知道他将要发现第一个外星系球状星团。在他的笔记中他写道：在人马座上发现的非常微弱的星云;它的中心是明亮的，它不包含任何恒星，用一个3.5英尺的无色望远镜看。它的位置已经从III级的射手坐决定。

多年以后威廉·赫歇尔爵士(Sir William Herschel)也会研究M54，在他的私人笔记中，他写道：一个圆的可分解的星云，常聪明的中间和亮度逐渐递减，直径约2 1/2′或3′。在星云的微弱部分，有240个巨大的恒星，但我认为它们与星云没有任何联系，我相信它是一个非常压缩的恒星的微型星团。

随着M54被其他天文学家编入目录，无数其他的观测将会随之出现，而每一个观测结果都将描述它的核心和边缘的一些分辨率。

定位混乱的梅西耶54：

M54不是很难找到…跳过ζSagittarii射手座的southwestern-most明星“茶壶”和跳半度南部和西部一个手指宽度(1.5度)。问题是看到它!在小型光学领域，如双筒望远镜或寻星镜，由于体积小，它会显得几乎是恒星。然而如果你只是寻找一个看起来更大的，暗淡的恒星，它不会完全进入完美的焦点，那么你就找到了它。

在较小的望远镜中，由于密度太大，你无法在这个III级球状星团上得到任何分辨率。大口径的光圈也不太好，只有一些个别的恒星在外缘外出现。由于大小和大小，梅西耶54更适合于黑暗的天空条件。