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杜鵑座47

杜鵑座 47（又被記作NGC104或C106，簡稱47 Tuc）是一個位於杜鵑座的球狀星團。它距離地球約4.45 ± 0.01 kpc（15,000 ± 33 ly）[8][3]，直徑約為120光年[9]。 杜鵑座 47肉眼可見，視星等大約為4.1[2]，因為亮度達到裸眼可以看見，所以被以佛蘭斯蒂德命名法命名。將其遠處的外延包括在內，它的視角大約為44角分。由於它的位於距南天極僅18°這一極度偏南的位置，直到17世紀50年代它才被歐洲天文學家列入星表內，首次證認由尼可拉·路易·拉卡伊於南非完成。

杜鵑座 47
杜鵑座 47- E. Kopan(IPAC)的馬賽克影像。
(視場：19.2´ × 23.3´.)
觀測數據(J2000 曆元)
分類III[1]
星座杜鵑座
赤經00h 24m 05.67s[2]
赤緯−72° 04′ 52.6″[2]
距離4.45 ± 0.01 kpc（14,500 ± 32.6 ly）[3][4]
視星等 (V)+4.09[2]
視直徑(V)43.8′
物理性質
Mass7.00×105[5] M☉
半徑60 ly[6]
VHB14.2
金屬量−0.78[7] dex
估計年齡13.06 Gyr[7]
其它名稱ξ Tuc, NGC 104, Caldwell 106, Mel 1,[2] GCl 1, 1RXS J002404.6-720456
參見：球狀星團，球狀星團表

杜鵑座 47是全天第二亮的球狀星團，亮度僅次於半人馬座ω，望遠鏡觀測發現其包含大約一萬顆恆星，大部分位於中心一個緻密的核內。這一星團可能包含一個中等質量黑洞[10][11]。

杜鵑座 47也被帕特里克·穆爾收錄在科德韋爾深空天體表中，名稱為C106。

早期觀測歷史

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杜鵑座 47曾在1751~1752年間被尼可拉·路易·拉卡伊所記錄，在當時它被認為是一顆明亮彗星的彗核。[12] 拉卡伊隨後將其列為他的深空星表的首個天體，標號為「Lac I-1」。在1801年，約翰·波得在其於柏林編纂的星表「Allgemeine Beschreibung und Nachweisung der Gestirne nebst Verzeichniss」（星體的綜述和證認及其索引）中則賦予它「47」的編號[13]。 波得本人並沒有對這一星團進行觀測，但他按照赤經的順序將拉卡伊的星表進行了重新排序。

19世紀，本傑明·阿普索普·古爾德將希臘字母「ξ」分配到星團命名上，指定這一星團的名稱為杜鵑座ξ，但這一命名並未被廣泛採用，星團仍然被以「杜鵑座 47」所指代。[14]

星團特徵

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杜鵑座 47是全天第二亮的球狀星團（僅次於半人馬座ω），並因其擁有一個很小且亮的緻密的核心而出名。它是銀河系中質量最大的球狀星團之一，包含數以百萬計的恆星。在理想的觀測條件下，這一星團看起來和滿月在天空中的大小相似。雖然從視覺上看它與小麥哲倫雲距離相近，但後者距離地球大約60.6 ± 1.0 kpc（200,000 ± 3,300 ly）[15]，相較於杜鵑座 47遠了15倍之多。

一顆光譜型為B8III，光度約為太陽1100倍的藍巨星是該星團中在可見光和紫外波段最亮的星，也因此它被稱為「亮星」。它是一顆後漸近巨星支恆星（英語：Post-AGB star），已經越過了漸近巨星支的生命階段，正在進行氦的聚變。它的有效溫度大約為10,850 K，質量約為太陽質量的54%。[16]

杜鵑座 47的核心曾經是行星搜尋巡天的目標，在其中使用哈勃望遠鏡去尋找恆星被它們的行星部分掩食的現象。雖然按照在太陽附近尋找行星的發現概率預測大約能發現10到15顆行星，但實際並沒有發現。這一結果指示了在球狀星團中行星的存在相對更加的稀少[17]。即使按照概率預測會發現一些行星，後續對這一星團稀疏的外圍部分的地面觀測仍然沒有行星被發現。這一結果強烈表明真正導致行星稀少的原因是球狀星團環境的低金屬豐度而非星體間的疏密程度。

 
在杜鵑座 47內的不同星族

在杜鵑座 47內包含至少兩個擁有不同年齡或金屬豐度的星族。[18] 其緻密的核心包括一群具有科學研究價值的奇特星，包括至少21顆藍離散星[19]。球狀星團的質量分層很明顯，其中質量最大的恆星位於星團中央[20]。

杜鵑座 47包括上百個X射線源，包括：雙星系統內的源導致的增強的色球層活動，包含從伴星處吸積物質的白矮星的激變變星，以及當前沒有吸積活動，但通過中子星的熱表面發射的X射線可被觀測到的含中子星的低質量X射線雙星。[21] 杜鵑座 47包含35顆[22]已知的毫秒脈衝星，在所有球狀星團的脈衝星群體中數量排第二。[23] 這些脈衝星被認為是在先前的X射線雙星階段中，藉由吸積伴星的物質來加速自轉的。在杜鵑座 47內的一顆被稱為47 Tuc W的伴星似乎仍在向中子星傳遞物質，這表明這一系統正在完成從低質量X射線雙星向毫秒脈衝星的轉變[24]。 杜鵑座 47內毫秒脈衝星發射的X射線已被錢德拉X射線望遠鏡分別探測到，這些射線這些很可能是來自中子星表面 [25]。 來自毫秒脈衝星的伽馬射線則被費米伽馬射線空間望遠鏡所探測，使得杜鵑座 47成為首個在伽馬射線波段被觀測的球狀星團[26]。

杜鵑座47是否包含一個中心黑洞尚不明確，哈勃望遠鏡的數據將星團中央任何可能存在的黑洞的質量約束在1500個太陽質量以下[8]。 但在2017年2月，天文學家通過星團內脈衝星的運動和分布探測到了黑洞存在的跡象，並宣稱星團中央可能存在一個質量約為2200個太陽質量的黑洞[11]。

現代觀測

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2008年12月，西悉尼大學的拉格比爾·巴塔爾（英語：Ragbir Bhathal）聲稱於杜鵑座 47的方向探測到了一個很強的類似激光的信號。[27]

2015年5月，在這一球狀星團中出現質量層化現象的初步證據被發現。[28] 星團的赫羅圖指示其中包含的恆星的年齡約為130億年，與其他星團相比其年齡不同尋常的偏老。[29]

參考資料

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  1. ^ Shapley, Harlow; Sawyer, Helen B. A Classification of Globular Clusters. Harvard College Observatory Bulletin. August 1927, 849 (849): 11–14. Bibcode:1927BHarO.849...11S. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 NGC 104. SIMBAD. 斯特拉斯堡天文資料中心. 
  3. ^ 3.0 3.1 Shao, Zhengyi; Li, Lu. Gaia parallax of Milky Way globular clusters - A solution of mixture model. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2019, 489 (3): 3093–3101. Bibcode:2019MNRAS.489.3093S. arXiv:1908.06031  . doi:10.1093/mnras/stz2317. 
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外部連結

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