47 Тукана – яркое шаровое скопление, расположенное на расстоянии 14 500 световых лет от нас в южном созвездии Тукана. При видимой звездной величине 4,09 скопление видно невооруженным глазом в ясную ночь. Это второе по яркости шаровое скопление на небе после Омеги Центавра в созвездии Центавра. 47 Тукана занесен в каталог как NGC 104 в Новом общем каталоге и как Caldwell 106 в каталоге объектов глубокого неба сэра Патрика Мура Колдуэлла, видимых в любительские телескопы.
Диаметр 47 Тукана составляет 120 световых лет. NGC 104 содержит миллионы звезд и является одним из самых массивных шаровых скоплений в Млечном Пути. Его масса оценивается в 700 000 Солнц. Самые массивные звезды находятся в маленьком, плотном и ярком ядре скопления.
Скопление имеет класс концентрации III Шепли-Сойера, что указывает на сильное внутреннее ядро звезд. Телескопы различают около 10 000 звезд в скоплении. Многие из этих звезд находятся в центре скопления.
Самую яркую звезду в 47 Тукана обычно называют “Яркой звездой”. Это горячий голубой гигант спектрального типа B8III, который эволюционировал после фазы асимптотической ветви гигантов. Эффективная температура звезды составляет 10 850 К, а светимость в 1100 раз превышает солнечную. Звезда потеряла большую часть своей массы из-за сильного звездного ветра и теперь имеет массу около 54% массы Солнца.
На 47 Тукана находятся по меньшей мере две популяции звезд с разной металличностью и возрастом. Как и другие массивные шаровые скопления, оно содержит сложную звездную популяцию. В ядре скопления находится ряд экзотических звезд, в том числе голубые отставшие. Это звезды, которые более горячие, голубые, массивные и более яркие, чем ожидалось для их эволюционной стадии. Считается, что они являются продуктами взаимодействия и столкновений между двумя или более звездами в плотной среде.
Скопление также является домом для рентгеновских двойных систем малой массы, содержащих нейтронные звезды, пульсары и аккрецирующие белые карлики. Исследование, проведенное в 2021 году, выявило симбиотические звезды-кандидаты и контактные двойные системы RS CVn.
В 2015 году наблюдения с помощью рентгеновской обсерватории НАСА “Чандра”, телескопа NuSTAR и Австралийского телескопа Compact Array показали звезду на ближайшей из известных орбит вокруг черной дыры. Система, обозначенная как 47 Тукана X9, состоит из черной дыры, которая вытягивает газ из белого карлика. Белый карлик обращается вокруг черной дыры с периодом обращения всего 28 минут на расстоянии, примерно в 2,5 раза превышающем расстояние между Землей и Луной.
Новые данные подтверждают эту гипотезу и показывают, что рентгеновские лучи периодически меняются примерно за 28 минут. Кроме того, данные свидетельствуют о наличии большого количества кислорода в системе, характерного для присутствия белого карлика. Таким образом, можно привести веские доводы в пользу того, что звезда-компаньон является белым карликом, который в таком случае вращался бы вокруг черной дыры на расстоянии, всего примерно в 2,5 раза превышающем расстояние между Землей и Луной.
NGC 104 содержит по меньшей мере 25 миллисекундных пульсаров. Рентгеновское излучение 19 из этих пульсаров было обнаружено Рентгеновской обсерваторией Чандра в 2006 году. Считается, что излучение исходит от нагретых полярных шапок пульсаров.
Эти остатки звезд, вероятно, были частью рентгеновских двойных систем и скопили материал со своих спутников. Один из этих спутников, обозначенный 47 Тукана W все еще переносит материал на свою нейтронную звезду. Это указывает на то, что система эволюционирует от рентгеновской двойной звезды малой массы к миллисекундному пульсару. Скорость вращения нейтронной звезды увеличилась за счет переноса массы от звезды-компаньона.
47 Тукана было первым шаровым скоплением, обнаруженным в гамма-лучах. Гамма-излучение скопления было обнаружено космическим гамма-телескопом “Ферми” в 2009 году. Оно исходит от миллисекундных пульсаров в скоплении. Считалось, что гамма-лучи генерируются во внешней магнитосфере нейтронных звезд.
В плотных скоплениях, подобных 47 Тукана, более тяжелые элементы, как правило, движутся к центру, в то время как менее массивные – к окраинам. Этот процесс известен как массовая сегрегация. Наблюдения были сделаны с помощью космического телескопа “Хаббл”.
В центре скопления может находиться черная дыра средней массы. Однако, существование черной дыры сомнительно. Данные, полученные с помощью космического телескопа “Хаббл” в 2006 году, позволили астрономам изучить лучевые скорости звезд в ядре скопления и ограничить массу любой центральной черной дыры 1000-1500 массами Солнца.
Исследование, проведенное в 2017 году предоставило доказательства существования черной дыры, испытывающей недостаток газа, которая не аккрецировала с достаточной скоростью. Основываясь на распределении и движении пульсаров в NGC 104, исследователи подсчитали, что масса черной дыры составляет около 2300 масс Солнца. Однако, более поздние долгосрочные наблюдения пульсаров в скоплении не дали никаких доказательств наличия черной дыры.
Астрономы ожидали обнаружить 10-15 планет в ядре скопления, но не обнаружили ни одной, что позволяет предположить, что планеты не так распространены в шаровых скоплениях, как считалось ранее. Исследование менее густонаселенных внешних областей 47 Тукана также не обнаружило никаких планет, что указывает на то, что скученность в ядре скопления не так ответственна за отсутствие планет, как низкая металличность скопления.
Факты о скоплении 47 Тукана
Видимый размер 47 Тукана похож на Омегу Центавра. В своем наибольшем протяжении оно простирается на 43,8 угловых минуты, в то время как Омега Центавра имеет видимые размеры 36,3 угловых минуты в поперечнике. Омега Центавра расположена дальше, на расстоянии 15 800 световых лет от Солнечной системы. Она гораздо более слабо сконцентрирована к центру и имеет класс концентрации VIII. С видимой звездной величиной 3,9 – это самое яркое шаровое скопление на небе.
Третье и четвертое по яркости шаровые скопления, скопление Стрельца (M22) и Большое шаровое скопление Павлина (NGC 6752), меньше и на полную звездную величину слабее. M22 имеет видимую звездную величину 5,1 и видимый размер 32 угловых минуты, в то время как NGC 6752 имеет звездную величину 5,4 и занимает 20,4 угловых минуты. Все четыре скопления расположены на южном небе, и их легче наблюдать из южного полушария.
Несмотря на свою яркость и размеры, скопление 47 Тукана в основном незнакомо наблюдателям с севера. Оно появляется низко над горизонтом только с северных точек, ближайших к экватору.
История обнаружения
47 Тукан не был известен европейским астрономам до 1750-х годов, когда французский астроном Николя-Луи де Лакай заметил его из Южной Африки.
Лакай провел четыре года (1750-1754), изучая южное небо с мыса Доброй Надежды, и ему приписывают создание 14 южных созвездий. Тукан не была одним из них. (Оно было создано голландским астрономом Петером Планциусом в конце 16 века на основе наблюдений голландских исследователей) Однако, создавая новые созвездия, Лакай реорганизовал эту часть южного неба, перенеся 47 Тукан и часть Малого Магелланова облака в созвездие Тукана. Ранее скопление и галактика были отнесены к созвездию Гидры.
Расположение на небе
47 Тукан находится в созвездии Тукана. Оно расположено далеко на юге и остается за горизонтом для большинства наблюдателей в северном полушарии. При склонении -72 ° она находится всего в 18 градусах от южного полюса небес и ее можно увидеть только из мест к югу от 18 ° северной широты.
Скопление появляется на небе рядом с Малым Магеллановым облаком. Малое Магелланово облако – это карликовая галактика в окрестностях Млечного Пути, расположенная примерно в 200 000 световых годах от нас. Галактика видна невооруженным глазом и выглядит как слабое размытое пятно ясной безлунной ночью. Оно расположено на воображаемой линии, проведенной от Ригель Центавра (Альфа Центавра) до Ахернара (Альфа Эридана).
Лучшее время года для наблюдения 47 Тукана и других объектов глубокого космоса в Тукане – ноябрь, когда созвездие поднимается выше над горизонтом вечером.
| История исследования | |
|---|---|
| Открыватель | Никола Луи де Лакайль |
| Дата открытия | 14 сентября 1751 года |
| Наблюдательные данные | |
| Прямое восхождение | 00ч 24м 5,20с |
| Склонение | −72° 04′ 49″ |
| Расстояние | 14514 световых лет |
| Видимая звёздная величина (V) | 4,09 |
| Видимые размеры | 43,80′ |
| Созвездие | Тукан |
| Физические характеристики | |
| Класс | III |
| Часть от | Млечный Путь |
| Масса | 1 500 000 M⊙ |
| Радиус | 120 световых лет |
| VHB | 14,2 |
| Возраст | 13,06 млрд. лет |
| Информация в базах данных | |
| SIMBAD | NGC 104 |
| Коды в каталогах | |
| NGC 104, GCL 1, ESO 50-SC9, ξ Tuc, Caldwell 106, Mel 1, 1RXS J002404.6-720456 | |
