STAR CLUSTER

Omega Centauri

— NGC 5139 —

Omega Centauri, the largest globular cluster of the Milky Way, ten million stars in one swarm

Processed by Nicolas Rolland, Paris. 4.3 hours gathered by Martin Pugh at Heaven's Mirror Observatory, Yass, Australia.

Ptolemy listed this as a star. It stayed a star in the catalogues for fifteen hundred years.

A Greek letter for a cluster

Omega Centauri carries a stellar designation because that is what everyone took it for. Ptolemy recorded it around 150 AD, and in 1603 Johann Bayer gave it the Greek letter that names it today, in a catalogue reserved for stars. Edmond Halley, observing from Saint Helena in 1677, was the first to note that it was not one. The name survived the correction, which is why the largest globular cluster in the galaxy is known by a letter meant for a single point of light.

Ten million stars, a tenth of a light-year apart

It lies about 15,700 light-years away in Centaurus and measures roughly 253 light-years across, which makes it the largest globular in the Milky Way — around ten million stars for a total of some four million solar masses. In the central region they are separated by about a tenth of a light-year. In the Sun's neighbourhood the nearest star is forty times further off than that, and there is nothing between here and there.

The core of something that was eaten

Globular clusters are supposed to be simple: one generation of stars, formed at one moment, chemically alike. This one is not. Its stars belong to several generations with different compositions, its shape is visibly flattened rather than spherical, its stars move faster than a body of this mass should make them move, and an intermediate-mass black hole of around 12,000 solar masses is thought to sit at its centre — an object globulars are not expected to contain. Each of those is an anomaly on its own. Together they point at the same explanation: that Omega Centauri is not a cluster at all but the surviving nucleus of a dwarf galaxy, whose outer parts the Milky Way pulled away and absorbed long ago.

Four hours, and a limit that is not exposure

A Planewave CDK17 at f/6.8 with adaptive optics ahead of the sensor, from Yass in May 2020 — four hours and twenty minutes in ten-minute frames across luminance, red, green and blue. On an object of magnitude 5.3 that is ample: nothing here is faint, and the cluster fills a field of 36 by 27 arcminutes almost exactly. What no amount of exposure changes is the middle. A tenth of a light-year at 15,700 light-years subtends about 1.3 arcseconds, which is the same order as the atmosphere's own blur on a good night — so the innermost stars arrive already merged, and the adaptive optics ahead of the sensor buy back rather more of them than another four hours would. Martin Pugh gathered the data at Heaven's Mirror.


Version française
Ptolémée l'a inscrit comme une étoile. Il est resté une étoile dans les catalogues pendant quinze siècles.
 
Omega Centauri porte une désignation stellaire parce que c'est ce que tout le monde y voyait. Ptolémée l'a relevé vers 150 de notre ère, et en 1603 Johann Bayer lui a donné la lettre grecque qui le nomme encore, dans un catalogue réservé aux étoiles. Edmond Halley, observant depuis Sainte-Hélène en 1677, a été le premier à noter qu'il n'en était pas une. Le nom a survécu à la correction, si bien que le plus grand amas globulaire de la Galaxie se désigne par une lettre destinée à un point lumineux unique.
 
Il se trouve à environ 15 700 années-lumière dans le Centaure et mesure quelque 253 années-lumière de diamètre, ce qui en fait le plus vaste amas globulaire de la Voie lactée — une dizaine de millions d'étoiles pour une masse d'environ quatre millions de masses solaires. Dans la région centrale, elles sont séparées d'environ un dixième d'année-lumière. Dans le voisinage du Soleil, l'étoile la plus proche est quarante fois plus loin que cela, et il n'y a rien entre les deux.
 
Un amas globulaire est censé être simple : une génération d'étoiles, formée en un seul moment, chimiquement homogène. Celui-ci ne l'est pas. Ses étoiles appartiennent à plusieurs générations de compositions différentes, sa forme est visiblement aplatie plutôt que sphérique, ses étoiles se déplacent plus vite qu'un ensemble de cette masse ne devrait les entraîner, et un trou noir de masse intermédiaire d'environ 12 000 masses solaires occuperait son centre — un objet qu'un globulaire n'est pas censé contenir. Chacun de ces points est une anomalie à lui seul. Ensemble, ils désignent la même explication : Omega Centauri ne serait pas un amas mais le noyau survivant d'une galaxie naine, dont la Voie lactée a arraché puis absorbé les parties extérieures il y a longtemps.
 
Un Planewave CDK17 à f/6,8, optique adaptative devant le capteur, depuis Yass, en mai 2020 — quatre heures et vingt minutes en poses de dix minutes, réparties entre luminance, rouge, vert et bleu. Sur un objet de magnitude 5,3, c'est largement suffisant : rien ici n'est faible, et l'amas remplit presque exactement un champ de 36 sur 27 minutes d'arc. Ce qu'aucune durée de pose ne change, c'est le milieu. Un dixième d'année-lumière à 15 700 années-lumière sous-tend environ 1,3 seconde d'arc, soit l'ordre de grandeur du flou que l'atmosphère impose une bonne nuit — les étoiles les plus centrales arrivent donc déjà confondues, et l'optique adaptative placée devant le capteur en récupère bien davantage que ne le ferait un doublement du temps de pose. Martin Pugh a rassemblé les données à Heaven's Mirror.

Technical data
OpticsPlanewave CDK17 f/6.8
CameraSBIG STXL-11002 (AOX)
MountParamount ME
FiltersL, R, G, B
LocationHeaven's Mirror Observatory, Yass, Australia
DateMay 2020
Exposures4.3 hours L 6 × 600 sec · R 7 × 600 sec · G 6 × 600 sec · B 6 × 600 sec
SoftwarePixinsight, Photoshop
CopyrightsNicolas Rolland & Martin Pugh
Finding chart Omega Centauri — finding chart
RA13h 26m 46.2s Dec-47° 28′ 50.4″ Size35.8 × 26.6 arcmin Orientationup is 154° E of N ConstellationCentaurus