今天的 NASA 天文每日一图:球状星团半人马座 ω。它是银河系里最大最亮的一个,也是唯一一个至今还顶着恒星名字的星团。

图片:NASA 天文每日一图(APOD)· Image Credit & Copyright: Javier O. Cadenas Parra · 原始页面
先看一眼这张照片里有多少东西。
按 APOD 的说明,这团光里装着大约 1000 万颗恒星,几乎全都比太阳老得多;整团直径约 150 光年;它距离我们 15000 光年,是银河系晕里大约 200 个已知球状星团中最大也最亮的一个。照片里那些泛黄的亮点最好认,它们是红巨星——恒星生命末期鼓胀起来的样子。
然后看它的名字:半人马座 ω(Omega Centauri)。
ω 是希腊字母。希腊字母是给恒星用的。
一颗“星”,两个文明各自认错
1603 年,德国人拜耳出版了《测天图》,用希腊字母给各个星座里的恒星排序。他在半人马座里看到一个不太亮的光点,给了它一个 ω。那一年距今 423 年。
更早,托勒密的《天文学大成》里就已经把它记为一颗 5 等星了。按星名学者 Ian Ridpath 的转述,托勒密说它位于半人马那个人身与马身接合处的背部。
1677 年,年轻的哈雷跑到南大西洋的圣赫勒拿岛去测南天星表,一年里测了 341 颗星。他在半人马座的第 21 条记录里写下:这个是“星云状”的。顺便纠正一个广为流传的说法——Ridpath 明确指出,说“哈雷发现了 ω 半人马不是恒星”并不准确,他只是描述它看起来雾蒙蒙,而托勒密早就把它当一颗 5 等星编进目录、只字未提有什么雾。至于谁最早明确把它认作球状星团,通常归于 1826 年的邓洛普,也有观点把首次识别上溯到哈雷。
有意思的地方在另一边。
中国的星官里,它也有名字,叫庫樓增一。
中西星官的对照资料把 ω 半人马座列在东方青龙、角宿之下的“库楼”这个星官里,是它的第 1 颗增星。中文条目还注明了一句要紧的话:这颗星是清代钦天监编《仪象考成》时新增进去的,后来才发现它其实并非恒星,而是一个球状星团。(《仪象考成》的确切成书年份未能查到可靠出处,所以这里不写年份。)
于是我们得到了一个很漂亮的对位:两个文明,隔着半个地球,各自把同一团一千万颗恒星误认成了一颗星,又各自郑重其事地,给了它一个恒星该有的名字。 一个用希腊字母,一个用星官加编号。这两个名字至今都还在用。
顺带纠正一个我原本也以为成立的常识:中国古代星官并不是“看不到南天”。角宿里的“南门”就包含南门二,也就是半人马座 α,赤纬 −60.8°,比 ω 半人马还要往南 13 度。库楼本身横跨半人马座与豺狼座,是个成员众多的大星官,可以上溯到公元前 2 世纪。真正要靠翻译工程补进来的,是更南边那批——十字架、海石、蜜蜂、孔雀、水委、飞鱼这些,共 23 个近南极星官,是明末徐光启与汤若望编《崇祯历书》时依西方星图加入的。而一项 2023 年的科技史研究指出,这批南天星的直接来源是格林伯格星表与拜耳星图,最初的观测则来自喜帕恰斯与荷兰航海家凯泽——不是很多人以为的第谷。
崇祯六年绘成的《赤道南北两总星图》,把传统的 1461 颗星扩充到了 1812 颗。中国星空的南界,是被一次翻译推开的。
最大最亮的那个,核心反而不是最挤的
现在说一件反直觉的事。
球状星团给人的印象是“挤”。ω 半人马又是最大最亮的那个,那它应该最挤,对吧?
不对。查一下天文学界通用的球状星团参数表,中心光度密度(以 10 为底的对数)是这样的:
半人马座 ω 是 3.15;武仙座的 M13 是 3.55;人马座的 M22 是 3.63;杜鹃座 47 是 4.88。
也就是说,杜鹃座 47 的核心密度大约是半人马座 ω 的 54 倍,连 M13、M22 都比它挤。“最大”和“最挤”是两个维度,它只占了前一个。
那它到底挤不挤?挤。2018 年一篇发表在《天体物理学报》上的研究给出的数字是:ω 半人马核心区恒星的平均间距约 0.16 光年。作为对照,太阳到最近的邻居比邻星是 4.24 光年——差了二十多倍。这么近的距离带来一个直接后果:论文估算,核心区的恒星大约每一百万年就会和邻居近距离交会一次,这个频率高到足以把处于宜居带的行星轨道搅乱。研究团队因此认为,这里不太可能孕育稳定的生命家园。

网上流传着一种说法:如果地球位于球状星团中,夜空会比满月夜亮二十倍,有上千颗恒星比天狼星更亮。相关数字实际来自对杜鹃座 47 的模拟,而不是 ω 半人马;另一些估算甚至认为球状星团核心的夜空仍会比满月夜暗。两者相差一百多倍,因此不能把这类描述直接套用到 ω 半人马。
一个被吞掉的星系的心脏
APOD 说明里有一句轻描淡写的话:与多数星团不同,ω 半人马里存在年龄和化学成分都不同的多个星族;它可能是一个正在并入银河系的小星系的残核。
这句话背后是很硬的证据链。
球状星团的标准图景是:一团气体在某个时刻一起塌缩,同时生出一批恒星,所以全团年龄相同、成分相同。ω 半人马不是这样,欧洲南方天文台的表述是“星团中存在好几代恒星”——这在典型的球状星团里根本不该出现。它的质量约 405 万个太阳,NASA 的说法是大约是其他大型球状星团的 10 倍,几乎抵得上一个小星系。它的轨道是逆行的。
2019 年发表在《自然·天文学》上的一项工作(APOD 的说明里就直接链着这篇),确认了一条名叫 Fimbulthul 的潮汐星流属于 ω 半人马,从星团向外延伸达 28 度——那是被银河系的潮汐力一点点扯出去的外层恒星。
一个星系被撕开,外面的星被剥走,剩下最密实的那个核。这就是我们今天看到的东西。
2026 年还有新说法。一项研究提出,ω 半人马与银河系晕里几股叫 Thamnos、Sequoia 的星流,可能是同一个被瓦解的矮星系的不同剥离层——外层先被剥掉,内层后被剥掉,于是留下一组同源却看似无关的碎片。至于它和另一个更有名的并合事件(盖亚-香肠/盖亚-恩克拉多斯)有没有关系,论文的措辞很克制:仍不确定。
中心那个吵了两年的黑洞
APOD 最后一句提到,哈勃长达二十年的观测揭示了星团中心附近存在大质量黑洞的证据。
这句话值得展开,因为它是一场至今没打完的架。
2024 年 7 月,一个国际团队在《自然》上发表结果:他们翻遍了哈勃二十年间拍下的 500 多张图像,在星团正中心 0.08 秒差距的范围内找出了 7 颗跑得异常快的恒星。领衔作者的原话是:它们快到早该逃出星团一去不返。既然没跑掉,就必须有什么东西在中心拽着它们。据此推断出的黑洞质量是至少 8200 个太阳质量——请注意,这是一个下限,不是测定值。
为什么重要?因为这个质量落在一个出了名的空白区。人类已知的黑洞要么是恒星死亡后留下的、几十个太阳质量,要么是星系中心那种、几十万到几十亿个太阳质量。中间那一大段几乎是空的,天文学家把中等质量黑洞称作黑洞演化里“稀有的缺失环节”。
然后就吵起来了。
2025 年 1 月,另一组人结合恒星运动学和脉冲星计时,给出的是一个 3σ 上限:6000 个太阳质量以下。他们更倾向于认为,中心那团引力不是一个黑洞,而是一两万颗恒星级黑洞挤成的一个集团。不过该组也留了后门,明确说这并不排除中等质量黑洞的存在,只是给它的质量划了道线。
同年 7 月,又一篇论文从另一头切进来:用星团动力学模型算,一颗 500 到 5000 个太阳质量的“种子”不断吞并 30 到 40 个太阳质量的恒星级黑洞,120 亿年后可以长到约 5 万个太阳质量。
2025 年底到 2026 年初,一篇用韦布望远镜找吸积信号的论文交出了否定结果——没测到。但作者里包括 2024 年那篇《自然》的原班人马,他们的判断是:这未必与快速运动恒星推出的质量范围矛盾。
一个 2024 年上了《自然》封面的结论,两年里被推来推去还没定下来。这不是科学出了毛病,这就是科学本来的样子。 这件事本身,可能比那个数字最后定在几,更值得讲给孩子听。
拍照的人不是天文台
按 APOD 的逐字署名,这张照片的版权属于 Javier O. Cadenas Parra。
他不是职业天文学家。据智利本土的天文摄影社群资料,他是一位业余天文摄影师,同时在做星空旅游向导,家乡在智利中部 Ñuble 大区的 Quirihue。那份资料里记着他一贯的主张:用入门级的器材也能拍出好照片,常用的不过是几支普通的单反镜头。
公开资料没有列出这张 ω 半人马照片的拍摄时间、地点和设备。
但有一句话是站得住的:今天挂在 NASA 首页上的这张照片,来自一个白天带人看星星的普通人。
资料:NASA 天文每日一图 2026 年 9 月 25 日页面、Harris 银河系球状星团参数表(麦克马斯特大学)、Kane & Deveny 2018《天体物理学报》(ω Cen 核心恒星间距与交会频率)、加州大学河滨分校新闻稿、欧洲南方天文台与欧空局/哈勃官方发布、Ibata et al. 2019《自然·天文学》(Fimbulthul 潮汐星流)、Häberle et al. 2024《自然》(快速运动恒星与中等质量黑洞)、Bañares-Hernández et al. 2025《天文与天体物理学》、2025 年 ω Cen 中等质量黑洞增长模型与韦布望远镜观测论文、oMEGACat X 2026 年研究、Ian Ridpath《Star Tales》(托勒密与哈雷记录考)、中西星官对照资料(庫樓增一)、香港太空馆近南极星区星官表、吉翔《〈崇祯历书〉南极增星溯源研究》(《中国科技史杂志》2023 年第 3 期)、AstroFotografiaChile 摄影师页。