M 4 (звёздное скопление)

M 4
Шаровое скопление
История исследования
Открыватель	Жан Филипп де Шезо
Дата открытия	1746
Наблюдательные данные (Эпоха J2000.0)
Прямое восхождение	16ч 23м 35,22с
Склонение	−26° 31′ 32,70″
Расстояние	6160 св. лет
Видимая звёздная величина (V)	5,8m
Видимые размеры	35′
Лучевая скорость (Rv)	71 ± 0,1 км/с[2]
Собственное движение
• прямое восхождение	−12,48 ± 0,01 mas/год[1]
• склонение	−18,99 ± 0,01 mas/год[1]
Созвездие	Скорпион
Физические характеристики
Класс	IX
Часть от	Млечный Путь
Масса	6,25—6,3⋅104 M⊙
Радиус	38 св. лет
Абсолютная звёздная величина (V)	−7,2m
Металличность [Fe/H]	−1,2[3][4][…]
Возраст	11,5—13,3 млрд лет
Свойства	Ближайшее или одно из ближайших к Земле шаровых скоплений
Информация в базах данных
SIMBAD	M 4
Коды в каталогах
M 4, NGC 6121
Информация в Викиданных ?
Медиафайлы на Викискладе

M 4 (NGC 6121) — шаровое звёздное скопление в созвездии Скорпиона, ближайшее к Земле или одно из ближайших. Находится на расстоянии в 1,89 килопарсека (6160 световых лет). Скопление имеет не очень большие размеры и массу: приливной радиус скопления равен 70 световым годам, а звёзды скопления в основном сосредоточены в области с радиусом 38 световых лет.

В скоплении содержится более 100 тысяч звёзд и около 40 тысяч белых карликов. По разным оценкам, возраст звёздного населения в скоплении составляет 11,5—13,3 миллиарда лет. Среди переменных звёзд скопления — миллисекундный пульсар, в системе которого находится экзопланета под названием PSR B1620−26 b — старейшая из известных экзопланет.

Скопление открыл Жан Филипп де Шезо в 1746 году. В 1784 году Шарль Мессье различил в скоплении отдельные звёзды — M 4 стало первым шаровым скоплением, где это было сделано.

Видимая звёздная величина скопления 5,8^m делает его наблюдаемым невооружённым глазом на очень тёмном небе, а угловой диаметр составляет 35 минут дуги, что больше угловых размеров Луны.

M 4 — шаровое звёздное скопление. Расстояние до скопления по тригонометрическому параллаксу, измеренному телескопом Gaia, составляет около 1,89 килопарсека (6160 световых лет), а более ранние, косвенные оценки расстояния принимают значения 1,7 до 2,2 кпк (5500—7200 световых лет)^[5].

M 4 считается ближайшим шаровым скоплением к Земле^[6], либо одним из ближайших. Хотя в 2007 году было открыто звёздное скопление FSR 1767, которое находится ещё ближе, чем M 4 — на расстоянии 4900 световых лет^[7], в различных исследованиях этот объект рассматривается и как шаровое^[8], и как рассеянное скопление^[9]. В некоторых исследованиях природа FSR 1767 как скопления в принципе оспаривалась^[10]. Второе по близости подтверждённое шаровое скопление, NGC 6397, находится на расстоянии 2,4 кпк (7800 световых лет) от Земли^[5].

M 4 расположено в направлении центра Галактики, на фоне балджа, и сравнительно близко к плоскости галактического диска: на расстоянии 2000 световых лет от него, из-за чего на скопление достаточно сильно влияет межзвёздное поглощение^[11]. M 4 удаляется от Солнца со скоростью 70 км/с^[7].

M 4 ― сравнительно небольшое скопление. Приливной радиус скопления составляет 70 световых лет. Звёзды скопления в основном сосредоточены в области с радиусом 38 световых лет, но на фотографиях с небольшой выдержкой и при визуальных наблюдениях заметна область меньшего размера. В центральной части с радиусом 8 световых лет содержится половина массы всего скопления, а радиус ядра скопления — 1,8 светового года. M 4 принадлежит к классу концентрации Шепли — Сойер IX, что означает довольно низкую концентрацию звёзд — одну из наименьших среди шаровых скоплений каталога Мессье^[7][11].

Масса скопления также невелика и составляет около 6,25—6,3⋅10⁴ M_⊙. По всей видимости, скопление в прошлом потеряло значительную часть массы из-за приливных взаимодействий с другими объектами: согласно разным теоретическим моделям, при формировании масса скопления составляла 3,4—7,5⋅10⁵ M_⊙. Моделирование также показывает, что в скоплении произошёл коллапс ядра, хотя наблюдаемый профиль яркости характерен для скоплений, в которых его не происходило^[12][13].

Абсолютная звёздная величина M 4 равна −7,2^m[14], светимость составляет 6,25⋅10⁴ L_⊙^[15]. Интегральный спектральный класс скопления — F8, показатель цвета B−V — 1,03^[7].

В скоплении M 4, по теоретическим расчётам, насчитывается более 100 тысяч звёзд и около 40 тысяч белых карликов^[6][11]. По разным оценкам, возраст звёздного населения M 4 составляет 11,5—13,3 миллиарда лет, а металличность ${\displaystyle {\ce {[Fe/H]}}}$ — от −1,20 до −1,05, что соответствует относительному содержанию железа в 6—9 % от солнечного^[14][16][17]. Обогащение элементами альфа-процесса относительно железа ${\displaystyle {\ce {[\alpha/Fe]}}}$ составляет +0,39, то есть, содержание альфа-элементов относительно железа в 2,5 раза превышает солнечное^[12]. Возможно, в скоплении присутствует два звёздных населения разных возрастов, но разница в их возрасте не должна превышать 214 миллионов лет^[18].

В скоплении известно не менее 90 переменных звёзд, значительная часть которых — переменные типа RR Лиры^[19]. Среди других переменных — PSR B1620−26, миллисекундный пульсар с периодом в 11 мс, что в три раза быстрее, чем у пульсара в Крабовидной туманности^[11]. Пульсар — часть системы из трёх объектов, в которую входят белый карлик и экзопланета под названием PSR B1620−26 b. По всей видимости, экзопланета сформировалась приблизительно тогда же, когда и звёзды в скоплении и является старейшей из известных экзопланет^[20].

В скоплении есть звезда Y 453, довольно яркая в ультрафиолетовом диапазоне: её температура составляет 72000 K, а светимость — около 690 L_⊙. Y 453 — проэволюционировавшая звезда, покинувшая асимптотическую ветвь гигантов, её масса составляет 0,53 M_⊙^[21].

Скопление M 4 открыл Жан Филипп де Шезо в 1746 году. Однако его открытие не было опубликовано, и в 1752 году независимо от Шезо скопление открыл Никола Луи де Лакайль^[11][22].

Шезо и Лакайль не сумели различить звёзды в скоплении и приняли его за туманность: первым, кто смог это сделать, стал Шарль Мессье в 1764 году, и он же внёс скопление в свой каталог. Скопление M 4 было единственным в наблюдениях Мессье и первым за всю историю шаровым скоплением, где были разрешены отдельные звёзды^[7][11].

В 1987 году был открыт миллисекундный пульсар PSR B1620−26, ставший вторым открытым в шаровом скоплении: первым был PSR B1821−24 в скоплении M 28^[11][23]. В 1992 году выяснилось, что кроме пульсара и белого карлика в системе присутствует ещё один маломассивный объект PSR B1620−26 b: его масса была известна с невысокой точностью. В результате дальнейших наблюдений значение уточнялось, и к 2003 году было подтверждено, что этот объект является планетой — значительный вклад в это открытие внесли наблюдения с помощью телескопа «Хаббл»^[24]. Кроме того, в 1997 году с помощью этого же телескопа была сделана фотография 258 белых карликов в скоплении, а в 2001 году на фотографии с длительной выдержкой были запечатлены звёзды с видимой величиной до 30^m[11].

Скопление M 4 имеет видимую звёздную величину 5,8^m, что делает его видимым невооружённым глазом на очень тёмном небе. Угловой диаметр скопления достигает 35 минут дуги при фотографировании с длинной выдержкой, что больше угловых размеров Луны. При небольшой выдержке видна область меньшего размера, а при визуальных наблюдениях угловой диаметр составляет не более 15 минут дуги. Скопление наблюдается в созвездии Скорпиона, лучший месяц для наблюдения — июль^[6][7][25].

M 4 находится в 1,3 градусах к западу от Антареса. Скопление легко обнаружить с помощью небольшого бинокля: в таком случае оно выглядит как туманное пятнышко, а при использовании небольшого телескопа становится видна круглая форма скопления. Телескоп с диаметром объектива 50 мм позволяет различать отдельные звёзды скопления, самая яркая из которых имеет звёздную величину 10,8^m. При использовании более крупного телескопа, с диаметром объектива 120 мм, становится видна вытянутая структура из нескольких ярких звёзд^[7][25].

В 50 минутах дуги к востоку от M 4 и в 30 минутах дуги от Антареса находится ещё одно шаровое скопление — NGC 6144. Оно тусклее M 4 — его видимая звёздная величина составляет 9,0^m, и для его наблюдения нужно использовать телескоп с диаметром объектива не менее 200 мм^[7][25].

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

Эта статья входит в число добротных статей русскоязычного раздела Википедии.