M4（也稱NGC6121）是天空中距離最近的球狀星團(tuán)之一，位于天蝎座，是距地最近的球狀星團(tuán)，也是研究得最多的球狀星團(tuán)之一。距離第二近的是位于南天的天壇座中的NGC 6397。M4可以在非常暗的天空中用肉眼感覺(jué)到（位于心宿二西側(cè)1.3度），在最小的光學(xué)儀器中也非常突出。M4是北半球可見(jiàn)球狀星團(tuán)之一。M4是第一個(gè)被望遠(yuǎn)鏡分解為恒星的星團(tuán)。
概述
M4非同尋常地顯示出中央的一個(gè)棒狀結(jié)構(gòu)，在照片（右圖）中看得很清楚，大致從左側(cè)稍下方延伸到右側(cè)稍上方（譯注：原文如此，實(shí)際上棒在照片中幾乎呈豎直方向，略微偏向左上-右下方向）；這個(gè)由11等恒星組成的棒長(zhǎng)約2.5'，方位角為12度，最早在1783年由WilliamHerschel注意到。也許正是這個(gè)結(jié)構(gòu)使得HarlowShapley認(rèn)為這個(gè)球狀星團(tuán)有一些拉長(zhǎng)，呈橢圓形（橢率0.9，長(zhǎng)軸方向方位角115度），這一想法沒(méi)有得到現(xiàn)代觀測(cè)或者照片的證實(shí)。
如果沒(méi)有黑暗星際介質(zhì)所組成的濃云的遮擋，M4應(yīng)該是天空中最壯麗的球狀星團(tuán)之一。星際介質(zhì)的吸收也使球狀星團(tuán)發(fā)出的光線變紅，因此彩色照片中的M4總是略顯橙色或是棕色。在深度曝光的照片中，它的角直徑約為36角分，超過(guò)了滿月的大小；對(duì)應(yīng)的真實(shí)直徑約為75光年。在通常的照片中，它的直徑略小于26'，目視估計(jì)為14角分。它的潮汐半徑估計(jì)為32.49'，即70光年左右。潮汐半徑的定義是，在這個(gè)距離上，銀河系的潮汐引力剛好可以將恒星從星團(tuán)中解放出來(lái)，因此這個(gè)球狀星團(tuán)的引力控制范圍是一個(gè)直徑140光年的球狀空間。
M4是最松散，最稀疏的球狀星團(tuán)之一，因此它的聚集度類型被定為IX型。它的致密核心被測(cè)定為直徑1.66'，即3.6光年。它的半質(zhì)量半徑為3.65'，即大約8光年，因此星團(tuán)中一半的質(zhì)量都聚集在中心直徑為16光年的球體中。它以每秒70.4km的速度離我們而去，至少包含43顆已知變星。它的光譜型被定為F8，色指數(shù)由B-V=1.03確定。
最近的中國(guó)空間站工程巡天望遠(yuǎn)鏡中發(fā)現(xiàn)M4中一顆恒星富含稀有的鋰（Li）元素，其來(lái)源還是個(gè)謎。通常，在恒星數(shù)十億年生命中，Li會(huì)被逐漸破壞；但這顆恒星的Li含量高了上千倍，好像它能永葆青春似的，要么它有某種機(jī)制能夠維持它原先的Li，要么就是它新近通過(guò)某種途徑增加了很多Li。
發(fā)現(xiàn)
球狀星團(tuán)是由DeChéseaux在1745-46年發(fā)現(xiàn)的，被他列為第19號(hào)天體，也被在Lacaille的星表中被標(biāo)為L(zhǎng)acailleI.9。CharlesMessier在1764年5月8日將其列入星表，并且首次將它分解為“由非常小[暗]的恒星組成的星團(tuán)”；這是他用他的中等儀器能夠分辨出來(lái)的唯一一個(gè)球狀星團(tuán)，因此也是第一個(gè)被分辨出來(lái)的球狀星團(tuán)。僅僅過(guò)了約20年，WilliamHerschel就能夠用他的大望遠(yuǎn)鏡將所有的Messier球狀星團(tuán)全部分解開(kāi)了。
1987年，第一顆毫秒脈沖星在這個(gè)球狀星團(tuán)中被發(fā)現(xiàn)。這顆脈沖星，編號(hào)1821-24，是每3.0毫秒旋轉(zhuǎn)一周（并且發(fā)出一個(gè)脈沖）的中子星，即每秒鐘自轉(zhuǎn)超過(guò)300次，比M1中的蟹狀星云脈沖星快了近10倍。第二顆毫秒脈沖星后來(lái)也在那一年，在M28中被發(fā)現(xiàn)。
1995年8月，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍到了M4中的伴星，這是銀河系中最古老的恒星之一。2003年7月，利用哈勃望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的研究還認(rèn)證出一顆繞著其中一顆白矮星運(yùn)行的行星；它們與一顆被稱為PSR B1620-26的脈沖星組成一個(gè)三合系統(tǒng)。這顆大約2.5倍木星質(zhì)量的行星可能與球狀星團(tuán)M4一樣古老，估計(jì)的年齡約為130億年，幾乎是太陽(yáng)系年齡的三倍了。
觀測(cè)
M4很容易找到，因?yàn)樗臀挥诿髁恋?a href="/hebeideji/5169694788688213667.html">心宿二以西1.3度，就在與天蝎座Sigma星連線的南側(cè)（心宿二，天蝎座Alpha星，1.0等，光譜型M1.5I，略微變光；天蝎座Sigma星，V星等2.9，光譜型B2III）。在雙目望遠(yuǎn)鏡中呈現(xiàn)出一個(gè)圓形的彌散光斑，在小望遠(yuǎn)鏡中為一個(gè)圓形光暈，4英寸鏡子可以分解出最明亮的，約10.8等的恒星；前面提到的棒狀結(jié)構(gòu)相當(dāng)明顯，解析出的恒星呈不規(guī)則分布。更大的望遠(yuǎn)鏡能顯示出一個(gè)直徑超過(guò)16角分的、由恒星組成的暈圍繞在星團(tuán)明亮的中心部分周?chē)?/p>
附近（東偏東經(jīng)50'）更靠近心宿二（西北僅30'）的地方，可以找到更暗的球狀星團(tuán)NGC6144（星等10.4，直徑3.3'）；要觀測(cè)它，必須將心宿二排除在視場(chǎng)之外，這樣它的光芒才不會(huì)把這個(gè)暗球狀星團(tuán)掩蓋住。
參考資料 >
球狀星團(tuán)M4中的神秘恒星.中國(guó)天文科普網(wǎng).2016-04-29
M4，古老的球狀星團(tuán).中國(guó)天文科普網(wǎng).2016-04-29