Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier – M8, la Nebulosa de la Llacuna, un bressol de nous estels

Continuem el nostre viatge. Si ara ens havíem atansat a 800 anys-llum del nostre punt de partida, el nostre Sistema Solar, ara ens hi tornem a allunyar. Anar del cúmul estel•lar M7 a l’objecte M8 ens costarà uns 3300 anys-llum. Gairebé anem en direcció radial respecte del Sistema Solar, de forma que acabem a una distància de la casa pairal de 4100 anys-llum. Pot semblar molt, però cal dir que fer aquest camí només ens haurà reduït en un 13% la distància al Centre Galàctic, fins a deixar-la en 23.000 anys-llum. El viatge ens condueix a un objecte diferent del que havíem vist fins ara. O, per més ben dit, situat en una fase evolutiva diferent al d’altres cúmuls estel·lars oberts. L’M8 rep el nom de “Nebulosa de la Llacuna”, i és un núvol interestel·lar en el qual hi ha activitat astrogènica. S’hi formen nous estels, doncs, i eventualment això la convertirà en un cúmul estel·lar obert com és l’M7. Si l’M7 és un cúmul obert amb unes quantes desenes de milions d’anys a l’esquena, l’M8 és molt més jove. És testimoni de com en la nostra galàxia encara es formen estels. La major part de la llum emesa per l’M8 no té a veure amb els estels, sinó que es desprèn del propi material estel·lar.

El coneixement històric de la Nebulosa de la Llacuna

Des de la Terra, la magnitud aparent d’aquest objecte és de +6.0. En el millor dels casos, a ull nu, hom podrà veure-la com un feblíssim estel, a condició de disposar d’un cel ben fosc i ben fosc. I de bon ull!!! És comprensible, doncs, que no aparegui en els mapes i catàlegs d’estels fets abans de la invenció del telescopi. La primera referència correspon al catàleg publicat per Hodierna en el 1654. Aquest catàleg conté uns 40 elements. Va caure, però, força en l’oblit.

Quan es va publicar l’obra d’Hodierna, John Flamsteed tenia 8 anys. El seu interès per l’astronomia, no creixeria, però, fins als 16 anys, quan va començar a llegir obres astronòmiques i a interessar-se pels rellotges del sol i per la mecànica dels eclipsis. En aquestes lectures no sembla que s’hi trobés el llibre d’Hodierna. A partir del 1675, quan es fundà l’Observatori Reial de Greenwich, les observacions de Flamsteed comencen l’etapa més profitosa. Cinquanta anys després, i sis anys després de la mort de John Flamsteed, la seva vídua, Margaret, edità Historia Coelestis Britannica, que conté informació sobre tota una vida d’observacions astronòmiques. En aquesta obra, s’hi contenia un catàleg de 2.935 estels, molt valuós per la precisió de les posicions.

En l’entrada 2.446 del catàleg trobem una referència a una “nebulosa antecedentem arcum”, és a dir una nebulosa antecedent a l’arc del Sagitari. Aquesta nebulosa fou observada per Flamsteed en el 1680, en diferents ocasions, per tal d’assegurar-se que no es tractés d’un cometa. Corroborat el seu caràcter d’objecte fix, Flamsteed no la va trobar en cap catàleg anterior de forma que, com en molts altres casos, assumí que n’era el descobridor. I, en definitiva, ho era, en tant que descobridor independent.

En el 1746, Jean-Phillipe Loys de Chéseaux elabora el seu caràcter particular de nebuloses fixes. En l’entrada número 8, apareix aquesta mateixa nebulosa. Com també en el cas de l’entrada 7, De Chéseaux assenyala que l’objecte ja apareix en el catàleg de Flamsteed.

En canvi, Guillaume Le Gentil quan, en el 1749, presenta un article sobre aquest mateix objecte, no fa referència a cap astrònom anterior, si bé tampoc no declara que es tracti d’una descoberta pròpia. El mèrit de Le Gentil, però, és l’aprofundiment de l’estudi que fa. Titulat Mémoire sur une Étoile Nébuleuse, es va presentar el 3 de desembre del 1749, a partir d’observacions fetes des del 1747. Així, amb l’ajut del telescopi, separa la nebulosa pròpiament dita d’un cúmul estel·lar, amb la qual es pot confondre a ull nu o amb un instrument de menor resolució. Tots dos objectes es troben entre “el taló esquerra del Serpentari” i “l’arc del Sagitari”, però el cúmul estel·lar queda un xic més a l’oest. Le Gentil compara el cúmul estel·lar en qüestió amb la Nebulosa del Rusc (en la constel·lació del Cranc, ja coneguda ja pels antics, i que veurem com a M44 en el seu moment). Pel que fa a la nebulosa pròpiament dita, Le Gentil ens diu que “té exactament la forma d’un triangle equilàter, un xic elongada, amb el vèrtex més distal en direcció sod-oest”. Le Gentil l’arriba a observar amb un telescopi refractor de 18-20 peus i, malgrat els auments, no en pot distingir cap estel, sinó que l’objecte li sembla “nebulós i transparent”. Le Gentil diu que la base del triangle nebulós toca amb l’estel més brillant del cúmul, però no s’aventura a dir si hi ha una connexió física entre nebulosa i cúmul estel·lar, o realment el cúmul estel·lar es troba simplement en superposició de la nebulosa.

Le Gentil va aprofundir més tard en el coneixement dels “estels nebulosos” (en el sentit de “nebuloses fixes”). En aquesta Acadèmia, el 26 de juliol del 1758, Le Gentil presentà una “remarques sur les Étoile Nebuleuseus”. En aquest article, torna a fer referència al “cúmul d’estels que hi ha en la Via Làctia, prop de l’arc de Sagitari, prop de l’eclíptica, i en el qual vaig descobrir en el 1747, una petita nebulositat semblant a la cua d’un cometa”. Le Gentil assenyala la paradoxa de pensar que la nebulosa és un cúmul d’estels molt petits d’acord amb les observacions fetes amb un telescopi poc potent, i veure, a través de telescopis refractors, que en realitat l’objecte en qüestió és “molt similar als llocs més transparents i més blanquinosos de la Via Làctia”. Mesos després, una nova recerca bibliogràfica li va portar al catàleg de De Chéseaux publicat a l’Acadèmia Francesa de Ciències, i a adonar-se’n que no era ben bé el descobridor de l’objecte referit.

Entre els dos articles esmentats de Le Gentil i, de forma igualment independent, Lacaille, el 6 d’abril del 1752, des del seu observatori de l’Àfrica Austral, observa l’objecte. Anota que són “tres estels incloses en un teixit nebulós paral·lel a l’equador”. En l’obra pòstuma del 1763, aquest objecte apareix en la referència III.13.

El 23 de maig del 1764, Charles Messier observa l’objecte. Quan ho fa a través del telescopi de 3 peus de longitud focal, el descriure com una “nebulosa”. Quan ho fa amb un telescopi més potent, el veu com “res més que un gran nombre d’estels”. És a dir, com un cúmul d’estels. Consulta el catàleg de Flamsteed, però no identifica l’objecte, per bé que sí li serveix el catàleg de Flamsteed per identificar un estel angularment proper: l’estel 9 Sagittarii (un estel de magnitud aparent +7). Quant a la forma del “cúmul estel·lar”, Messier diu que “té una forma elongada, que s’esté en direcció NE-SO”, i que té un diàmetre de 30 minuts d’arc. Per localitzar-lo fa la mateixa referència que Le Gentil (“entre l’arc del Sagitari i el peu del Serpentari”), si bé no sembla conèixer cap referència anterior a banda de la que fa Lacaille.

En anotacions posteriors, Messier assum que 9 Sagittarri és un membre del cúmul estel·lar M8.

Messier, doncs, no fa la diferenciació que fa Le Gentil entre la “nebulosa” i el “cúmul estel·lar”. En canvi, Johann Elert Bode diferencia tres objectes corresponents a l’entrada 8 del catàleg de Messier:
– un cúmul estel•lar envoltat d’una nebulositat, que entra en el catàleg de Bode amb el número 44.
– una nebulosa, aparentment, sense estels (Bode 45).
– tres petits estels dins d’una nebulosa (Bode 49). Aquesta entrada es correspon a l’observació de Lacaille. Les altres dues (Bode 44 i Bode 45) tenen a veure amb els dos objectes diferenciats assenyalats per Le Gentil.

Johann Gottfried Koehler, col·laborador de Bode, arriba a una altra conclusió. En el seu catàleg, els diferents objectes queden units en la mateixa entrada (n. 3). Diu que es tracta d’un “doble cúmul estel·lar” i que, amb un telescopi refractor prou potent, hom pot percebre-hi “una mena de pàl·lida resplandor”.

El 22 de maig del 1784, en l’agranatge 223, William Herschel repassa l’objecte, que identifica amb el n. 8 del catàleg de Messier. Diu que és un cúmul gran, elongat, ben brillant, i ample. Hi observa una “nebulositat de tipus lletós”, alhora que a dins hi veu “alguns estels ben brillants”. Herschel, però, s’aventura a dir que “sembla que no hi ha connexió entre els estels i la nebulositat. Per quina raó diu això? Herschel assenyala que els estels del cúmul són de mides i colors molt diferents, i que s’assemblen a altres estels que són escampats per tota la regió. Herschel, recordem-ho, assumia que tots els estels devien tindre una magnitud absoluta similar (suposició errònia), i que la mida depenia exclusivament de la distància a la qual se situen. Així doncs, estels de mides diferents, no podien formar un cúmul físic, més encara si són de colors diferents. Herschel assenyala com l’estel angularment més proper 51 Ophiuchi, situat a uns 40 minuts d’arc, i és a partir d’ell que calcula les coordenades de l’objecte

El 13 de maig del 1834, en l’agranatge 453, John Herschel observa l’objecte M8 (que ell cataloga amb el nombre 3722). Anota que hi veu “un estel de magnitud 6 dins de l’arc de la gran nebulosa M8”. El 29 de juliol del mateix any (agranatge 474), la torna a veure, confirma que l’estel és l’esmentat 9 Sagittarii. Classifica la nebulosa en el grup VI (cúmuls estels molt comprimits i rics). El 27 de juny del 1837 (agranatge 793), l’observa una tercera vegada per dir que és una “nebulosa superba”, i en fa un dibuix. D’aquesta època és la descripció següent:

“Una col•lecció de plecs i materials nebulosos que envolten i inclouen una sèrie de buits foscos i ovals i que, en un punt, arriben a un grau tan elevat de lluminositat com per oferir l’aparença d’un nucli elongat. Superimposat a aquesta nebulosa i estès en una direcció més enllà de l’àrea, hi ha un cúmul fi i ric d’estels escampats que semblen no tenir connexió”

John Herschel, a diferència del pare, justifica la idea de la “no-connexió” amb un argument menys apriorístic, i assenyala que la nebulosa no té cap tendència de congregar-se al voltant dels estels. És clar que, encara que s’accepti això, hi ha la qüestió de saber qui se superposa a qui, els estels a la nebulosa, o la nebulosa als estels.

En el Catàleg General de John Herschel, l’M8 queda separada en dos objectes:
– GC 4361 (3722 en el catàleg original) és la identificada amb l’M8 pròpiament dit. És per això que és l’objecte que hem triat en el nostre periple. Es tracta d’una nebulosa, en paraules de Herschel, “magnífica, molt brillant, extremadament gran, i de figura extremadament irregular”.
– GC 4366 (3725 en el catàleg original). És el número associat al cúmul brillant, gran, ben ric i que segueix (en posició est) a la nebulosa GC 4361.

Aquesta separació és l’adoptada per Dreyer en el seu “Nou Catàleg General”. GC 4361 és renumerat com a NGC 6523, i GC 4366 passa a NGC 6530. Altres denominacions de la Nebulosa de la Llacuna són Sharpless 25, RCW 146 i Gum 72.

Ja en el segle XX, quan Curtis fotografia l’objecte amb el reflector Crossley, desscriu l’objecte com “d’una estructura meravellosament intricada, que cobreix un àrea de, si més no, de 50×36 minuts d’arc.

La Nebulosa de la Llacuna, en imatges i en xifres

La Nebulosa de la Llacuna, pròpiament dita, seria l’objecte de color rosa. En total, l’objecte té unes dimensions de 55×20 anys-llum. Se situa a uns 4.100 anys-llum de la Terra (la indeterminació de la distància és d’un rang de 4.000-6.000 anys-llum). La majoria dels estels que apareixen en el camp se situen molt més a prop, a unes desenes o centenars d’anys-llum. Per exemple, 51 Ophiuchi, si bé relativament proper a l’objectes des d’un punt de vista angular, es troba a tan sols 400 anys-llum de la Terra. Això vol dir que 51 Ophiuchi es troba a uns 3600 anys-llum de l’M8. I, si fa no fa, el mateix val per 9 Sagittarii.

La coloració rosa de les astrofotografies s’aconsegueix a base d’una exposició temporal prou llarga. Determinar el temps d’exposició i la sensibilitat a diferents parts de l’espectre electromagnètica ens donaran diverses imatges. Per exemple, a l’infraroig, ens trobem:

El nom de la Llacuna fa referència al fet que, ja amb binoculars, hom pot veure-la com una forma ovalada amb un nucli definit. A mesura que guanyem en ressolució, podem veure una estructura molt rica. Per exemple, en la regió central,

apareix una subestructura que rep el nom de “Rellotge de Sorra”.

La Nebulosa de la Llacuna és una nebulosa d’emissió, en el sentit que emet radiació electromagnètica a diferents freqüències. Ja vam veure una nebulosa d’emissió en el cas de l’M1 (la Nebulosa del Cranc). En aquell cas, però, l’emissió era deguda a l’energia despresa per un estel en procés de degeneració, que ionitza matèria interestel·lar en exposar el nucli estel·lar. En aquest cas, no som davant de la “tomba” d’un estel, sinó del “bressol” d’uns de nous. La Nebulosa de la Llacuna és una regió H II, és a dir una regió rica en hidrogen de tipus II o, dit d’una altra manera, rica en protons (H+).

Dins de les regions H II trobem els anomenats glòbuls de Bok (en honor de Bart Bok, que en predigué l’existència en el 1947). Els glòbuls de Bok són estructures fosques, amb una densitat més elevada de pols i de gas. En la Nebulosa de la Llacuna trobem diversos d’aquests glòbuls de Bok. En el catàleg de E. E. Barnard sobre aquestes estructures, les entrades B88, B89 i B296 es corresponen a glòbuls de Bok de la Nebulosa de la Llacuna. És en aquests glòbuls on especialment es produeixen les condensacions de materials que donaran lloc a nous estels.

Les imatges de dalt i de baix van ser preses pel Telescopi Orbital Hubble. El grau de ressolució ja ens permet determinar que els estels blaus de la imatge són físicament vinculats a la nebulositat. De fet, els estels blaus són joves estels tot produïs en la nebulosa.

És el material interestel·lar el que dóna lloc als estels. Alhora, però, són les radiacions estel·lars les que escalfen i ionitzen els gasos interestel·lars. En l’actualitat, la major part de la radiació de la Nebulosa de la Llacuna es deu a aquest darrer fenomen. Eventualment, els estels guanyaran protagonisme i la nebulosa interestel·lar esdevindrà un cúmul estel·lar obert fins que, amb el discórrer de centenars i milers de milions d’anys, aquest cúmul es disgregui.

Entre les interaccions entre els joves estels i el material interestel·lar hi ha els objectes Herbig-Haro. Es tracta de zones de nebulositat formades arran del contacte entre els vents estel·lars (el gas ejectat pels estels) i els núvols interestel·lars de gas i de pols. Durant molt de temps, aquests objectes eren matèria d’estudis teòrics. Fins el 2006, no es van observar per primera vegada, quan se’n detectaren quatre a la Nebulosa de la Llacuna. Un d’aquests és HH 870.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
One comment on “Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier – M8, la Nebulosa de la Llacuna, un bressol de nous estels
  1. Oriol López ha dit:

    Cordem-nos el cinturó, que el viatge continua.

Els comentaris estan tancats.

%d bloggers like this: