How big is M54 球状星团?
2.1 艾米!
M54，又称梅西耶 54，是一个球状星团——由自身引力聚集在一起的密集恒星球——位于人马座内。它距地球大约 8.6 万光年，光年是光在一年内传播的距离。它并不属于银河系，而是属于绕银河系运行的一个小星系——人马座矮星系。它明亮的主体直径大约为 230 光年。
大小
和所有球状星团一样，M54 没有明确的边界。恒星在中心密集分布，越往外越稀疏，因此星团的大小取决于边界如何界定。
《星云和星团新总表》将 M54 的宽度记为 9.1 角分，角分是角度的六十分之一。按星团的距离换算，这相当于大约 230 光年。这一距离本身的误差大约在 1000 光年以内。
星团一半的光来自中心 12 光年范围以内，最暗弱的外围恒星则分布得更远。一种常用的数学模型把星团的外边界定在距中心大约 10 角分处，据此整个星团的直径大约为 490 光年。
大小比较
- 从地球上看，M54 的视宽度比满月时月球宽度的三分之一略小。
- 半人马座 ω 星团是银河系中已知质量最大的球状星团，其明亮主体的直径为 150–190 光年，比 M54 略小。半人马座 ω 星团在天空中的视宽度是 M54 的四倍，因为它的距离只有 M54 的大约五分之一。
- M54 的质量大约是太阳的 160 万倍，约为半人马座 ω 星团质量的五分之二。截至 2026 年，在围绕银河系运行的球状星团中，只有半人马座 ω 星团的质量已知比 M54 更大。
- M54 明亮主体的宽度，大约是太阳到比邻星的距离的 53 倍——比邻星是离太阳最近的恒星。
- 如果把海王星绕太阳的轨道缩小到一枚美分硬币（直径 19 毫米）那么大，M54 明亮主体的直径就会大约是 4.5 千米。
来自另一个星系的星团
夏尔·梅西耶于 1778 年发现了 M54。200 多年后，天文学家发现了人马座矮星系，并确认 M54 属于这个星系。梅西耶当时并不知道，他找到的其实是人类发现的第一个银河系以外的球状星团。
M54 正位于人马座矮星系的中心。它是目前唯一一个能用望远镜在可见光下分辨出单颗恒星的星系中心。那里的恒星年龄大约为 20 亿–120 亿年。天文学家推测，年龄最大的恒星可能来自两个或更多下沉到中心并合并的球状星团，而最年轻的恒星则是在中心区域直接形成的。
M54 的未来
银河系的引力正在把人马座矮星系逐渐撕裂。这个小星系正沿着指向银河系中心的方向被拉伸成长条状。假以时日，它将与银河系合并，M54 也将成为银河系自身的球状星团之一。
参考资料
- Messier 54. NASA.
- Structural Parameters of Galactic Globular Clusters. H. Baumgardt, University of Queensland.
- NGC 2000.0, The Complete New General Catalogue and Index Catalogue of Nebulae and Star Clusters. Sky Publishing and Cambridge University Press, 1988.
- Catalog of Parameters for Milky Way Globular Clusters, 2010 edition. W. E. Harris, McMaster University, 2010.
- Sagittarius: The Nearest Dwarf Galaxy. Ibata et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 1995.
- A Deep View into the Nucleus of the Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy with MUSE. I. Data and Stellar Population Characterization. Alfaro-Cuello et al., The Astrophysical Journal, 2019.
- Omega Centauri. European Southern Observatory, 2008.
- Measuring the Universe. International Astronomical Union.
- Proxima's orbit around Alpha Centauri. Kervella et al., Astronomy & Astrophysics, 2017.
- Moon Fact Sheet. NASA, 2024.
- Neptune Fact Sheet. NASA, 2024.
- Coin Specifications. United States Mint.