Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier: M19, el cúmul globular més oblat del qual es té notícia

Ja és hora que fem una nova escapada cap a l’halo galàctic, després d’haver passat unes setmanes en mig de regions formadores d’estels del disc de la Via Làctia. Viatgem d’un cúmul obert, l’M18, a un cúmul globular, l’M19. Es tracta de recórrer un espai de 23.500 anys-llum (7190 parsecs, 2,22•1020 m). És un viatge cap al Centre Galàctic, de fet. Passem d’una distància al centre galàctic de 22.000 anys-llum a una de tan sols 5.000 anys-llum. És cert, però, que ens distanciem del pla galàctic, però no pas tampoc gaire. En arribar al destí som a una alçada de 4.600 anys-llum respecte del Pla Galàctic, en l’hemisferi nord de l’halo galàctic. Però com que en el centre galàctic, el disc s’engrossa força, gairebé som a les estribacions galàctiques. Lògicament, aquest ha estat un trajecte que ens allunyat de la Terra, passant d’una distància de 4.900 anys-llum a una de 28.000 anys-llum. Des de la perspectiva de la Terra, som un xic més enllà del centre galàctic. Val a dir que els senyals que detecteu en les vostres pantalles reflecteixen un viatge des del límit de les constel·lacions del Sagitari i de l’Escut als peus del Serpentari, gairebé fregant l’Escorpí.

L’M19 es troba en els peus del Serpentari, al sud de l’Eclíptica. Encara que l’M19 és en l’hemisferi sud de l’esfera celeste tant pel que fa a l’equador terrestre com al pla del Sistema Solar (l’eclíptica), queda en l’hemisferi nord de la Via Làctia.

L’observació des de l’M19 des de la nit del 5 al 6 de juny del 1764

La primera referència a l’objecte actualment conegut com a M19 també la devem a Charles Messier. La va anotar per primera vegada la nit del 5 al 6 de juny del 1764:

Nebulosa sense estels, en el paral·lel d’Antares, entre l’Escorpí i el peu dret del Serpentari. És una nebulosa rodona, que es pot veure molt bé amb un telescopi ordinari de 3,5 peus. L’estel conegut més prop és 28 Ophiuchi, de magnitud +6 segons el catàleg de Flamsteed.

Messier estimà el diàmetre aparent de l’objecte en 3 minuts d’arc (fent ús d’un telescopi gregorià, a x104), i la posició en una ascensió recta de 252º01’45’’ i una declinació sud de 25º54’46’’ (calculant l’hora de la nit exacta en la qual l’objecte creuà el meridià, en relació a Antares).

També Johann Elert Bode registra l’objecte com una “nebulosa”, i l’inclou en el seu catàleg amb el número 35.

El caràcter de cúmul estel·lar el va posar de manifest William Herschel. En el 1783, amb el telescopi de 10 peus, observa l’objecte amb x250. Diu que pot veure 5 o 6 estels, mentre que tota la resta apareix motejada, “com la resta d’objectes d’aquesta mena, quan no són suficientment ampliats o il•luminats”. Herschel pensava ja en la mena de “cúmuls globulars d’estels”, caracteritzats per una aparença nebulosa (de cometa sense cua) quan se’ls observa amb un instrument no prou potent. Herschel, en tot cas, és capaç d’estimar la posició relativa de l’objecte, incloent-lo en la Via Làctia (en la part precedent) i atribuint-li una “profunditat” d’ordre 344. Per ordre 344, Herschel entenia que, assumint que tots els estels tenen la mateixa magnitud absoluta, l’M19 es trobava a una distància 344 vegades superior a la dels estels típics de magnitud +1, com ara Antares o Altair. En realitat, la cosa és més complexa. L’M19 es troba a una profunditat de l’ordre 50 respecte a Antares (que té una magnitud absoluta de -5,28), i de 1650 respecte a Altair (que té una magnitud absoluta de +2,21).

En l’observació que fa en el 1784, amb un telescopi de 20 peus, anota que és “un cúmul d’estels molt comprimits, molt acumulats en el centre”, i estima el diàmetre aparent en 4-5 minuts d’arc, ja que observa regions perifèriques que Messier no havia pogut tindre en compte.

Alguns anys després, Herschel tornà a observar l’M19 amb el telescopi de 10 peus, però amb un poder de resolució espaial de 28,67. En aquestes condicions, amb un augment de x120, la nebulosa ja s’observa com un cúmul d’estels. Com que és un cúmul globular situat a prop del disc de la Via Làctia, es fàcil de confondre els estels de camp amb els estels que formen realment part del cúmul globular. Herschel el distingeix perquè els estels del camp, en general, tenen magnitud aparents superiors, la qual cosa indica que són estels interposats, amb profunditats força inferiors. Amb un augment de x240, la resolució dels estels que integren el cúmul, és superior. Llavors ja s’observa com la distribució d’estels presenta una notable condensació en el centre. Amb un augment de x300 fins i tot la condensació central es percep com un agregats d’estels individuals. Amb aquestes observacions, Herschel redueix l’estimació del diàmetre aparent de l’objecte a 3’16’’.

William Herschel compara l’M19 amb l’M53, un cúmul globular situat en la constel•lació de la Cabellera. Es tracten de cúmuls globulars de diàmetre aparent inferior al de molts altres cúmuls globulars. Herschel interpreta correctament que aquest diàmetre aparent inferior és el resultat del fet que són objectes més allunyats (de fet l’M53 a una distància dues vegades superior a l’M19). En tot cas, assenyala que “és obvi que ací l’exercici d’una força agregadora ha comportat l’acumulació i construcció artificial d’aquests objectes celestials meravellosos al grau més alt de perfecció misteriosa”.

John Herschel observà l’M19 la nit de l’1 de juliol del 1823. Troba que és un objecte “feble, rodó, gradualment més brillant cap al centre, d’aspecte motejat, que omple ¼ del camp del telescopi”. Indica que s’hi poden veure 1 o 2 estels. En les breus nits del solstici anglès, però, poca més cosa més pot dir. El mateix Herschel anota que la llum crepuscular és massa forta.

Constel·lacions com el Serpentari o l’Escorpí s’observen millor a Anglaterra durant la primavera, encara que no se les pugui veure en la màxima alçada sobre l’horitzó. En l’observació del 16 d’abril del 1828, John Herschel fa unes anotacions més extenses:

Un bell cúmul globular, d’estels molts petits, de magnituds +12 a +18, amb un estel de magnitud +10, un altre de +10/+11. El cúmul és gairebé rodó, molt més brillant de forma gradual cap al centre, però sense fondre’s-hi.

En aquestes condicions, John Herschel pot veure prou ben aïllat l’M19 dels estels del camp que s’hi interposen en la visió. Ratifica el diàmetre aparent de 3 minuts. Morfològicament, situa l’M19 a mig camí de cúmuls globulars com l’NGC 5634 i de cúmuls globulars més condensats en el centre com l’M10 o l’M12. Aquestes observacions serviren a John Herschel per incloure l’M19 en el seu primer catàleg, sota l’entrada 1975.

En el catàleg de Bedford, construït per Smyth, l’M19 apareix en l’entrada 597, adscrit a la constel•lació del Serpentari:

Un cúmul globular bell i aïllat, d’estels petits molt comprimits, entre l’esquena de l’Escorpí i el peu esquerra del Serpentari, i gairebé a mig camí entre dos estels telescòpics [i.e. no visibles a ull nu]. Se situa en la branca precedent de la Via Làctia. És d’un tint blanc cremós, i lleugerament llustrós en el centre.

Per determinar-ne la posició en l’esfera celeste, Smyth utilitza com a referència la posició de 36 Ophiuchi (l’M19 queda a 2,5º al NW d’aquest estel). La distància angular a Antares l’estima en 7,5º (l’M19 queda a l’est d’aquest estel).

En parlar dels objectes 596 i 597 del seu catàleg (els cúmuls globulars M62 i M19), tots dos situats en els peus del Serpentari, o en l’esquena de l’Escorpí, Smyth s’esplaia:

Tota aquesta regió del cel ens proporciona un gran concepte de la grandesa i riquesa fins i tot de la creació exterior; i indica la preciosa gradiació i diversitat del cel dels cels. Certament s’ha dit que “els estels ens ensenyen tant com ens il·luminen”. Aquesta regió és aprop de la gran obertura o forat, d’uns 4º d’ample, en el cos de l’Escorpí, que William Herschel trobà gairebé privat d’estels.

La referència a aquest forat (“loch in himmel”, com dirien William i Caroline Herschel en el seu alemany nadiu) avui s’explica per l’existència d’una nebulosa fosca, és a dir material interestel·lar que absorbeix la llum del fons, i que crea un aparent “llac en el cel”. William Herschel sospità, incorrectament, que aquest forat era el resultat del “robatori” d’estels que quedarien acumulats en cúmuls globulars com l’M19 o l’M62 o, més directament, l’M80.

En el 1834, John Herschel va realitzar noves observacions de l’M19 (catalogades en l’entrada 3663), concretament el 13 de maig i el 29 de juliol. En la del 13 de maig parla d’un cúmul globular molt brillant, rodó. Comptant-hi la perifèria li dóna una diàmetre aparent de 10 minuts d’arc. La magnitud dels estels de l’M19 l’estima en +16. En l’observació del 29 de juliol fa un esforç per regionalitzar-ho. Així doncs, estima que la part brillant té un diàmetre de 12 minuts d’arc, però que tot el cúmul fins a arribar a la vora real fiaria 17 minuts d’arc. Quant a les magnituds dels estels, reconeix que varien de +14 a +16.

En el Catàleg General de John Herschel, l’M19 apareix entrada 4264. A banda de recollir les observacions fetes per ell i el seu pare, anota que la llum dels estels de l’M19 és “vermella”.

En el Nou Catàleg General de John Dreyer, l’M19 apareix en l’entrada 6273.

L’M19 des de dins

Quan sortíem de l’M18 cap a l’M19 el veiem com un objecte d’una magnitud aparent de +7. En contrast, l’M18 vist des de l’M19 és un objecte d’una magnitud aparent, molt més feble, de +10.

Imatge de l’M19 obtinguda per Hunter Wilson. L’objecte té una tonalitat violada.

L’M19, en principi, és com tots els cúmuls globulars. Un ensamblatge ben dens d’estels de la població II (la més vella i de menor metal•licitat de la galàxia). Una particularitat és el to entre vermellós i violaci del conjunt. Però més destaca la forma el•lipsoidal de l’objecte. No cal ser-hi gaire a prop per apreciar que, per comptes d’una forma esferèrica pura, hi ha un notable aixafament pels pols. Aquest és el resultat de la rotació del conjunt.

Imatge de l’M19 extreta de l’Atlas del Two Micron All Sky Survey (2MASS), projecte conjunt de la University of Massachusetts i l’ Infrared Processing and Analysis Center/California Institute of Technology, finançat per la NASA i la NSF. En aquesta imatge, l’eix equatorial de l’M19 apareix en orientación vertical.

Imatge de l’M19 obtinguda pel Hubble. El fet que molts dels estels més brillants del cúmul globular tinguin una tonalitat groga-rogenca, explica la tonalitat vermella anotada per John Herschel en el seu catàleg general

L’M19 en la classificació de Shapley-Sawyer de cúmuls globular d’acord amb la concentració, apareix en el grup 8, és a dir, un xic més aprop dels cúmuls globulars difosos que no pas dels condensats. Amb un diàmetre de 140 anys-llum, es tracta d’un cúmul globular prou gros.

Quan hi som a prop queda justificada sobradament la idea de considerar els cúmuls globular com una mena de microgalàxies. La interacció gravitatòria dels estels el converteix a la pràctica en un sistema estel•lar de centenars o milers de components. Tots els estels presents tenen, si fa no fa, la mateixa edat, una edat que dobla la del nostre Sol.

Arxivat a Ciència i Tecnologia

I tu, què en penses? Deixa'ns el teu comentari!

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Canvia )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Canvia )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Canvia )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Canvia )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 4.390 other followers

%d bloggers like this: