欧米茄星云 是一个明亮的球状星团,位于南部星座约 17,090光年外 半人马座 。在晴朗的夜晚,肉眼很容易看到该簇。它是银河系中最大,质量最大的球状星团。星团在新的总目录中被列为 NGC 5139,在新目录中被列为Caldwell 80 (C80)。
欧米茄半人马座是天空中最亮的球状星团。它的表观大小为 36.3弧分,如果它不比地球的卫星暗,它看起来会比满月大。 47 Tucanae ,第二个最亮的球状,以4.09级发光,但视在尺寸较大,为43.8弧分。
Omega Centauri包含大约1000万颗直径为150光年的恒星 团 。星团的中心区域是如此紧密,以至于恒星之间的距离估计只有 0.1光年。相比之下,从太阳到其最近邻居的距离, 比邻星半人马座 ,是4.2465光年。
在 ESO的La Silla天文台的相机拍摄的这张图像中,可以看到拥有多达一千万颗恒星的球状星团Omega Centauri 。图像仅显示了群集的中心部分 -大约是天空中满月的大小 。北在上面,东在左边。
Omega Centauri与银河系中其他200个左右的球状星团不同。它的质量是我们银河系中典型的大型球状星团的十倍,几乎与小型星系一样大。它的旋转速度比其他星团快得多,并且具有扁平的形状。集群的最快成员以21公里/秒的速度移动。
球状星团在银河系盘外绕我们的银河系运行。它们包含数万到数百万的成员恒星,这些恒星被重力束缚在一起,并在数十亿年内保持完整。
其他球状星团中的恒星通常具有相似的年龄和化学成分。 Omega Centauri集群的成员显示出不同的化学成分和广泛的年龄范围,从120亿年到相对年轻。
Omega Centauri的独特性使科学家们认为它可能具有不同的起源。他们认为,该星团是矮星系的核心残留物,在与更大的银河系相遇时被破坏并摧毁。
Omega Centauri是本地星系群中最大的星团之一。它的质量约为500万个太阳。唯一已知的更大的球状星团是Mayall II ( 仙女座星团 ),它位于邻近的仙女座星系 ( 梅西耶 31 )。就像 ω Cen, Mayall II 拥有多样化的恒星种群,被认为是与更大的仙女座星系合并的矮星系的银河系核心。
Omega Centauri的估计年龄为120亿年。它是几百万人口II恒星的家园。这些是古老的,金属贫乏的恒星,它们是在宇宙年轻得多且重元素含量较低的时候形成的。它们通常在银河系光环中发现。NGC 5139中的恒星被认为是在20亿年的时间里形成的,在星暴活动中有几个高峰。
Omega Centauri
在这张来自美国宇航局斯皮策太空望远镜的图像中,一个充满了数百万颗恒星的星团闪闪发光。被称为 Omega Centauri的闪闪发光的恒星球体就像一个微型星系。它是150个左右类似物体中最大和最明亮的,称为球状星团,围绕我们银河系外部运行。南部纬度的观星者可以用肉眼在半人马座星座中发现恒星宝石。图片来源: NASA,jpl-caltech,Jacco Th. van Loon (基尔大学),Martha L.Boyer (明尼苏达大学),Iain McDonald (基尔大学),Charles Woodward (明尼苏达大学),Robert Gehrz (明尼苏达大学),Nye Evans (基尔大学),andrea Dupree (哈佛史密森天体物理学中心) (PD)
正是不同恒星种群的存在导致人们猜测,半人马座欧米茄并不是真正的球状星团,而是一个被剥夺了外部恒星的矮星系。该星团被认为是一个被破坏的矮星系的核的剩余部分,一个被银河系的引力撕成碎片。
2008年,Eva Noyola (德国马克斯·普朗克天体物理研究所和美国德克萨斯大学),Karl Gebhardt (德克萨斯大学) 和Marcel Bergmann (双子座天文台) 显示了 其 核心存在中等质量黑洞的证据。这一发现是基于智利双子座天文台和哈勃太空望远镜的观测结果。
使用高级勘测相机 (ACS) 获得的哈勃图像显示,星团中心附近的恒星浓度更高。双子座天文台的仪器显示,靠近中心的恒星比远离星团核心的恒星以更快的速度移动。
这导致研究人员得出结论,在星团的中心有看不见的物质与附近的恒星相互作用,这很可能是一个像黑洞一样的密集、大质量的物体。他们计算出黑洞的质量为 40,000个太阳质量。这一发现发表在一篇题为 「双子座和哈勃太空望远镜在半人马座欧米茄中存在中等质量黑洞的证据」 的论文中。 天体物理学杂志 2008年4月。
哈勃图像是使用来自提案 9442: A的HST数据创建的。酷 (旧金山州立大学),J。安德森 (STScI),D。拜林 (耶鲁大学),J。卡林 (旧金山州立大学),P。埃德蒙兹 (哈佛-史密森天体物理学中心),J。Grindlay (哈佛大学) 和D。哈格德 (华盛顿大学)。图片来源: NASA,ESA和哈勃遗产团队 (STScI/AURA); 致谢: A.酷 (旧金山州立大学) 和J。安德森 (STScI) ( CC BY 2.0 )
太空望远镜科学研究所 (STScI) 的Jay Anderson和Roeland P. van der Marel并未证实这些发现。研究人员发现,Omega Centauri的适当运动散布逐渐向内增加,但在星团的中心15弧秒内运动学变化很小,并且中心附近没有高速恒星。
他们确定星团的中心距离哈勃和双子座在 2008年研究中观察到的中心12弧秒。科学家们还使用2MASS目录中的数据确定了运动学中心。这是第一次准确确定球状星团的运动学中心。
2009年,安德森和范德马雷尔坚定地 排除 在 2008年的研究中提出了黑洞的质量。他们将潜在的中等质量黑洞的质量限制为12,000个太阳质量。
由 NASA/ESA哈勃太空望远镜上的广角相机3拍摄的多色快照 (顶部) 捕获了巨型球状星团Omega Centauri的中心区域。图像中的所有星星都在随机方向上移动,就像一群蜜蜂一样。天文学家在2002年和2006年利用哈勃望远镜的精细分辨能力来测量恒星的位置。通过这些测量,他们可以预测恒星的未来运动。下图显示了顶部图像中白色方框突出显示的星星的未来位置。每个条纹都代表了未来600年恒星的运动。点之间的运动对应于30年。图片来源: NASA,ESA,J.安德森和R.范德马雷尔 (STScI) ( CC BY 3.0 )
2018年,天体物理学家Stephen R.加州大学河滨分校的凯恩和莎拉·J。旧金山州立大学的研究生Deveny使用哈勃太空望远镜对Omega Centauri核心的观测来研究星团中心区域的恒星。他们 已找到 恒星之间的平均距离只有 0.16光年。
Kane和Deveny得出结论,较小的距离将导致每165万年恒星之间的破坏性引力相互作用,这很可能会阻止稳定轨道上行星系统的形成。尽管星团可能有大量的红矮星,类似于TRAPPIST-1和可能的类地行星,但恒星之间的潮汐相互作用会扰乱和分散行星,大大减少了可居住性和生命在行星上发展的机会。
2019年,由Rodrigo a领导的天文学家团队。来自斯特拉斯堡大学的Ibata 已识别 从欧米茄半人马座延伸到 18度的长恒星流。这是首次发现球状星团的实际潮汐臂。
潮汐流被认为是古代吸积事件的残余。由欧米茄 Cen与银河系相撞时被撕下的恒星组成,该特征被昵称为 「Fimbulthul」 流,在北欧神话中存在于世界之初的一条河之后。溪流在星座中延伸超过18度 半人马座 和 九头蛇 。
Fimbulthul (星流) 投影到天球上,图片来源: Wikimedia Commons/Tomruen ( + ) 研究人员分析了ESA盖亚任务 (盖亚数据发布2) 获得的数据,发现了309颗恒星,估计年龄为125亿年。此外,他们研究了加拿大-法国-夏威夷望远镜 (CFHT) 获得的光谱数据,以研究流的六个候选成员,并发现五个具有相似的径向速度。
研究结果发表在 自然天文学 2019年4月22日。
2019年11月,一组天文学家 已识别 根据 GALAH调查,潮汐半径以外的其他三颗恒星被认为与Omega Centauri有关。GALAH (HERMES的银河考古学) 是一个观测程序,它使用澳大利亚Siding Spring天文台的英澳望远镜上的HERMES仪器,一次获得400颗恒星的同时光谱,并追溯银河系的历史。
在 20 20年代,天文学家使用Parkes和MeerKAT射电望远镜在Omega Centauri中发现了18毫秒脉冲星。后续 研究 钱德拉 x射线天文台确定了11个发射x射线的脉冲星,其中5个是靠近星团核心的所谓蜘蛛脉冲星。蜘蛛脉冲星摧毁任何小的伴星。它们发出的x射线和高能粒子流剥去了任何较小同伴的外层。
一群被称为 「蜘蛛脉冲星」 的死星正在其触手可及的范围内消灭伴星。来自NASA钱德拉x射线天文台的球状星团Omega Centauri的数据正在帮助天文学家了解这些蜘蛛脉冲星如何捕食它们的恒星同伴。图片来源: x射线: NASA/CXC/旧金山州立大学/A。Cool等人; 光学: NASA/ESA/STScI/AURA; 图像处理: NASA/CXC/SAO/N。沃尔克 (PD)
2024年,由约翰·霍普金斯大学物理与天文学系的Imants Platais和欧洲航天局盖亚任务的Johannes Sahlmann领导的团队 已报告 在 Omega Centauri的核心发现了恒星的天体测量加速度。在分析了大约160,000个来源之后,天文学家发现了四颗具有加速模式的恒星,这表明了一个看不见的同伴的引力。他们发现了8.8到19年的周期和质量为0.7到1.4太阳质量的黑暗伴侣。至少一个不可见的伴星是中子星候选者。
这一发现是基于哈勃太空望远镜的广角相机 3 (WFC3) 和紫外可见 (UVIS) 成像仪的观测结果。研究结果发表在 天体物理学杂志 ,第963卷。
A 2024年 研究 由德国海德堡马克斯 ·普朗克天文学研究所的Maximilian h ä berle领导,报告了在星团中心3弧秒内检测到七颗快速移动的恒星。恒星的高速可能表明存在巨大的黑洞。研究人员得出了候选中等质量黑洞的质量下限约为8,200个太阳质量。
事实
欧米茄半人马座被希腊天文学家托勒密在他的 Almagest 公元 2世纪。托勒密将物体描述为马背上的一颗星星,「principio scapulae est」。
德国制图师 Johann Bayer在将物体包含在他的星图中时使用了托勒密的数据 乌拉诺美病 出版于 1603年。拜耳是指定Omega Centauri集群的人。拜耳根据数量级将希腊字母名称分配给恒星。由于该星团看起来像一颗昏暗的恒星 (几年后发明了第一台望远镜),因此被赋予了拜耳命名为欧米茄。
英国天文学家和物理学家埃德蒙 ·哈雷是第一个在1677年将欧米茄半人马座列为非恒星物体的人。哈雷从南大西洋的圣赫勒拿岛观察到了这个星团。他把它列入了他的六个 「发光点或斑块」 的清单,在他的南方恒星目录中,发表在 皇家学会的哲学交易 1716年。
美国宇航局的哈勃太空望远镜捕捉到了居住在一个巨大星团拥挤的核心中的 10万颗五颜六色的恒星的全景。该图像显示了巨大的球状星团Omega Centauri内部的一个小区域,该区域拥有近1000万颗恒星。球状星团是古老的恒星群,由重力结合在一起,是我们银河系的家园。Omega Centauri的恒星年龄在100亿到120亿年之间。该星团距地球约16,000光年。图片来源: NASA、ESA和哈勃SM4 ERO团队 ( CC BY 2.0 )
1746年,瑞士天文学家jean-philippe de Cheseaux将Omega Cen列入他的21个星云列表中,法国天文学家Nicolas Louis de lacaile于1755年将其列入他的目录中,编号为L i.5。
苏格兰天文学家 James Dunlop于1826年首次将Omega Centauri识别为球状星团。邓洛普从澳大利亚观察到这个星团,并将其描述为一个 「非常缓慢且适度压缩到中心的美丽恒星球」。
英国天文学家 John Herschel在18 30年代用大型望远镜观察了Omega Centauri,并将其视为球状星团。
这张哈勃图像包括 1997年由广角和行星相机2捕获的紫外线和可见光,放大了Caldwell 80 (Omega Centauri) 的中心。图像中的绝大多数恒星都是微弱的黄白矮星,类似于我们的太阳。少数明亮的橙黄色恒星是红色的巨人,它们已经开始耗尽其核燃料,并且已经扩大到太阳直径的一百倍。图像中还可以看到许多微弱的蓝色恒星。这些处于矮化阶段和红巨星阶段之间的短暂演化阶段,在此期间表面温度很高。该图像解析了约13光年的区域中的约50,000颗恒星。信用: NASA/ESA和哈勃遗产团队 (STScI/AURA); 致谢: A。酷 (SFSU) ( CC BY 2.0 )
Kapteyn的恒星是距离仅12.83光年的红色亚矮星,据信曾经是Omega Centauri的成员。它属于一组移动的恒星,与星团中的恒星具有相似的元素丰度。恒星在空间中也有共同的运动。当矮星系与较大的银河系合并时,Kapteyn的恒星和移动组的其他成员被认为已从 ω Cen剥离为潮汐碎片。
Kapteyn的恒星质量仅为0.281太阳质量,半径为0.291太阳半径。它的年龄估计为115亿年。它躺在星座里 Pictor 并且是离太阳最近的光晕星。它的亮度为 8.853,低于肉眼的可见度,但可以在双筒望远镜和小型望远镜中看到。
欧米茄半人马座在伊恩 ·道格拉斯的小说中被特别提到 奇点 (2012),这表明Omega Centauri和Kapteyn的恒星起源于矮星系。恒星和星团的起源是小说主要情节的一部分。
位置
欧米茄半人马座可以使用星座的明亮恒星找到 半人马座 和 症结 。星团大约位于 门肯特 (Theta Centauri) 在半人马座的肩膀和 Gacrux (伽玛十字形),顶部的红星 南十字 。从延伸的一条线 Imai (Delta Crucis) 穿过Gacrux指向Omega Centauri和Menkent的方向。
Omega Centauri (NGC 5139) 的位置,图片: Stellarium
在北半球,欧米茄半人马座可以使用 Spica ,在最亮的明星 处女座 和其中一个 天空中最亮的星星 。 Omega Centauri和Spica一起过境,即它们到达天空的最高点,同时出现在正南,只有星团在斯皮卡以南约35度处过渡。10度大约等于握着手臂的拳头的大小。可以通过以下弧线找到Spica 北斗七星 的把手。假想的线首先通向 Arcturus 然后是斯皮卡。
Omega Centauri和Spica,图片: Stellarium
欧米茄半人马座肉眼可见,但最好通过望远镜看到。当从黑暗区域观察时,它看起来几乎是满月的大小。该集群只能在一年中的某些时候从北半球看到。观察它的最佳时间是在 4月下旬,5月和6月初的晚上。
该星团在肉眼看来是没有尾巴或模糊恒星的彗星。双筒望远镜会发现一个朦胧的圆盘。一台 6英寸的望远镜将显示星团的许多成员,而10英寸的仪器将显示星团的密集核心和成千上万的恒星。
在偏角 -47 × 28' 处,从北纬42 ° 以南的位置可以看到Omega Centauri。由于它位于遥远的南方天空,对于中北纬度的观察者来说,它非常靠近南方地平线。最好从南半球看到星系团。
欧米茄半人马座 -NGC 5139
图像
在调试和功能测试期间,天文学家在 v í ctorm上使用了NEWFIRM。智利Cerro Tololo美洲天文台 (CTIO) 的Blanco 4米望远镜拍摄了欧米茄半人马座球状星团的壮观图像。图片来源: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA,T.A.校长 (阿拉斯加安克雷奇大学/NSF的NOIRLab),M。Zamani & D. de Martin (NSF的NOIRLab) ( CC BY 4.0 )
哈勃望远镜的广角相机 3在紫外线和可见光下捕获了这张图像,在2009年安装该相机后不久,在Caldwell 80 (Omega Centauri) 的核心中显示了100,000颗恒星。星星的颜色给了我们关于它们的信息。明亮的蓝色恒星是古老而炽热的恒星,它们的核心正在融合氦。明亮的红色恒星是进入老年的酷巨人。暗红色的星星是注定要活很长时间的酷矮人。白星通常是中年的普通恒星。信用: NASA,ESA和哈勃SM4 ERO团队 ( CC BY 2.0 )
第二张发布的 VST图像可能是有史以来球状星团Omega Centauri的最佳肖像。半人马座的欧米茄半人马座 (半人马座) 是天空中最大的球状星团,但是VST及其强大的相机OmegaCAM的视野非常广阔,甚至可以涵盖这个壮观物体的微弱外部区域。该视图包括约300,000颗恒星。使用A开发的VST管系统处理数据。格拉多和INAF-卡波迪蒙特天文台的合作者。图片来源: ESO/INAF-VST/OmegaCAM。确认: A.格拉多/INAF-卡波迪蒙特天文台 ( CC BY 4.0 )