Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier – M9, un cúmul globular no gaire allunyat del Centre Galàctic

En el nostre periple, ara ens haurem d’allunyar encara més de cas per tornar al reialme dels cúmuls globulars situats fora del pla galàctic, però relativament propers al centre de la Via Làctia. Entenc que aquests salts es fan feixucs, però hem de recordar que el bo d’en Charles Messier numerà els seus objectes seguint l’ordre de les constel·lacions. Les constel·lacions del Serpentari, del Sagitari o de l’Escorpí ocupen un lloc del cel ben proper. Però els diferents estels, nebuloses, etc., que hi trobem es troben a distàncies ben diferents. En la constel·lació del Sagitari trobem el centre de la Via Làctia, però això no vol dir que tots els objectes de la constel·lació siguin més a prop del centre que no pas nosaltres. Les constel·lacions són bidimensionals i l’univers (galàctic i extragalàctic) és tridimensional. O hauria de dir tetradimensional? Els nostres salts, per fina força, han d’ésser taquiònics, instantanis, fruit de la teleportació, ni que sigui una teleportació feta en l’ordre de 106c. Si volguessim viatjar a una velocitat intragalàctica de creuer de 10-3c ens hi floriríem. A més, hauríem de recalcular la trajectòria en el camí, o haver-la pensat bé des de bell antuvi. En resum, que si ara saltem de la Nebulosa de la Llacuna per anar a petar a l’M9, ho hem de fer prou ràpid, com perquè l’M9 no se’ns mogui de lloc (en relació al Centre Galàctic) i no sàpiguem on para. En el nostre salt taquiònic hem de recórrer 6,7 kiloparsecs (21.800 anys-llum; 2,06•1020 m). Per als nostres lectors de la Terra, només ens haurem desplaçat una mica de la nostra posició en termes d’ascensió recta i de declinació. I és que hem seguit una trajectòria pràcticament radial respecte de la Terra. Per no ésser massa geocèntrics, també podríem dir que hem fet una trajectòria relativament radial envers el Centre Galàctic. Certament, hem reduït la distància al Centre Galàctic fins a deixar-la en 1,7 kiloparsecs. Si no m’enganya la memòria, és la vegada que més a prop ens hem situat del Centre Galàctic. Quedem fora del Pla Galàctic i, des de la nostra posició a l’M9, contemplem la cara “nord” de la Via Làctia.

Una història de les observacions de l’M9

En aquest cas sí podem dir, amb certa seguretat, que Charles Messier fou el descobridor de l’objecte que ara coneixem com a “Messier 9” o M9. Ni Messier ni la historiografia astronòmica posterior no han pogut trobar cap referència a aquest objecte anterior a la nit del 28 al 29 de maig del 1764. Messier l’anota en les coordenades de 256º20’36’’ d’ascensió recta i 18ºS13’26’’ de declinació, és a dir en la “cama dreta del Serpentari” entre els estels Eta Ophiuchi (Sabik) i Rho Ophiuchi.

Localització de l’M9 en la constel·lació del Serpentari. Diem que es troba entre els estels Sabik i Rho Ophiuchi, per bé que es tracta d’una qüestió de perspectiva. Sabik es troba a 84 anys-llum de distància, Rho a 400 anys-llum i l’M9 a 25.800 anys-llum.

Charles Messier diu que és una “nebulosa que no conté cap estel”. Ho diu perquè, malgrat haver-la observat amb un telescopi gregorià que la magnificava 104 vegades, no hi podia distingir cap estel. Amb una magnitud aparent de 8, l’M9 és invisible a ull nu. Però amb el seu instrument, Messier ja podia calcular-ne un diàmetre aparent de 3 minuts d’arc (l’equivalent a una desena part de la lluna plena) i dir que tenia una forma rodona. Però poca cosa més podia dir, donada la feblesa de la llum de l’objecte.

Messier va publicar el seu primer catàleg en el 1771, i en ella aquest objecte va rebre el número 9. El tornà a observar el 22 de març del 1781, per refermar-se en l’estimació de 3 minuts d’arc de diàmetre.

L’objecte també apareix en el catàleg de Johann Elert Bode, en l’entrada n. 36, i amb l’única anotació de “nebulosa”.

El 3 de maig del 1783 William Herschel fa una primera observació de la “nebulosa entre Eta i Rho Ophiuchi, descoberta pel senyor Messier en el 1764”. Ho fa a través d’un telescopi reflector de 10 peus, amb un poder d’ampliació de 250. Amb aquest instrument ja és capaç de veure-hi diversos estels. Aventura que, amb un instrument de més potència, seria capaç de comprovar que tota la nebulosa no és més que un cúmul d’estels. De fet, afirma que l’M9 “és una bona nebulosa per l’objectiu d’establir la connexió entre les nebuloses i els cúmuls d’estels en general”. La idea d’aquesta hipòtesi és que totes les nebulositats estel·lars no serien més que el producte d’estels situats molt lluny, de la mateixa manera que la Via Làctia no seria més que un eixam d’estels. Això contradeia la idea de Charles Messier sobre l’existència de nebulositats no-estel·lars. Ara sabem que, si bé en el cas de l’M9, Herschel té raó, això no vol dir que una bona part de la lluminositat d’altres nebuloses no es degui a material interestel·lar.

El 5 de maig del 1783, la germana de William, Caroline Herschel, observa tres objectes de Messier de les constel·lacions de l’Escorpí (M4), del Serpentari (M9) i del Sagitari (M23).

Un any després, el 18 de juny del 1784, William Herschel observa l’M9 amb un telescopi newtonià de 20 peus. Encara que el poder d’ampliació sigui inferior (de 157), la resolució és més bona. Ara ja pot dir que l’M9 és un “cúmul molt gran i molt brillant d’estels extraordinàriament comprimits”. És cert que amb l’instrument, cada estel individual es trobà en el llindar de la visibilitat. No obstant això, Herschel pot observar que no tots els estels són iguals en magnitud. Els més brillants són d’una coloració roja. L’M9 també demostrava, doncs, que la lluminositat d’un estel no depèn únicament de la distància, sinó també de factors intrínsecs. Per a Herschel, però, el més rellevant és trobar una similitud morfològica entre l’M9 i el cúmul estel·lar 42 Comae Berenices (que ja veurem en aquesta sèrie com a M53). Segons Herschel, l’M9 sembla una “miniatura” de l’M53.

Herschel dóna unes coordenades d’ascensió recta (17h06m32s) i de distància al pol nord (108º18m). Avalua la “profunditat” de l’objecte en un ordre no inferior a 344. És a dir que l’objecte es trobaria a una distància 344 vegades superior a la pròpia dels estels de primera magnitud. També descriu la seva posició en la figura de la Via Làctia, assenyalant la seva posició en la branca precedent de la Via Làctia.

El fill de William Herschel, John Herschel, observa l’M9 la nit del 15 de juliol del 1830. Dóna unes coordenades d’ascensió recta de 17h09m06s i una distància al pol nord de 108º20’. En caracteritzar l’objecte diu que és “rodó, molt gradualment un xic més brillant cap al centre, d’un diàmetre de 3-4 minuts d’arc”. Val a dir que l’observació es va fer en condicions desfavorables de llum crepuscular excessiva.

En el catàleg inicial de John Herschel, l’M9 apareix amb el número 1979. En el catàleg de Bedford, elaborat per William Henry Smyth, apareix amb el número 609. Smyth observà aquest objecte diverses vegades pels volts del juliol del 1834. Dóna unes coordenades de 17h09m42s i una declinació austral de 18º20,7m. Smyth fa servir l’expressió de “globular galaxy-cluster”, en la idea que hi ha una analogia entre el material estel·lar i interestel·lar que integra l’M9 i el de la Via Làctia estricta. Smyth diu que “aquest bell objecte és integrat per una miríada d’estels diminuts, que s’apleguen fins a fondre’s en el centre, amb una agregació espectacular, i amb nombrosos estels que queden en la perifèria”. Smyth, com els Herschel, remarca també que l’M9 pot ésser un bon objecte per calcular el poder de resolució o de penetració d’un telescopi.

El 18 de maig del 1836, John Herschel en fa una nova observació. El descriu com un “cúmul globular; brillant, rodó, que gradualment es fa molt més brillant cap al centre”. Calcular que el diàmetre aparent de l’objecte és de 4 minuts d’arc. La majoria d’estels que l’integren tindrien una magnitud aparent de 14. Aquesta observació serà la base del Catàleg General. En aquest Catàleg General corregeix la duplicació de l’M9 en el llistat anterior (on, a més del n. 1979, se li assignava el n. 3677), i el fa entrar en el n. 4287.

Quan Dreyer elabora el Nou Catàleg General, l’M9 rep la denominació de NGC 6333.

L’M9, ben a la vora del Centre Galàctic

La majoria dels cúmuls globulars es troba més a prop del Centre Galàctic que no pas el nostre Sistema Solar. Això no té pas gaire mèrit, si considerem que el Sistema Solar és un xic més a la vora del disc galàctic que no pas del centre. Però l’M9 es troba en una posició ben propera al centre galàctic, a una distància d’uns 5.500 anys-llum. Els cúmuls globulars segueixen una òrbita més o menys polar respecte del Centre Galàctic. D’acord amb l’excentricitat, poden passar temporades més o menys llargues a través de les regions més denses de la galàxia. En aquesta posició es troba actualment l’M9. És cert que l’M9 que observem ara és tal com era fa uns 25.800 anys, però a efectes d’evolució estel·lar i del moviment de translació al voltant del centre galàctic, això és el mateix que dir ara.

En l’escala de “concentració” de Shapley-Sawyer, l’M9 pertany a la classe VIII, és a dir en una categoria mitjana però que tendeix a una concentració moderada. El pas per les regions més denses de la galàxia, fa que un cúmul globular tendeixi a disgregar-se. En canvi, en creuar les regions relativament buides de l’halo galàctic, hi ha una tendència a la reconcentració.

Globalment, la magnitud absoluta de l’M9 és 120.000 vegades superior a la del Sol. Els milers i milers d’estels de l’M9 pertanyen a la “població II”, la més vella de la Via Làctia, conformada per estels de baixa metal·licitat. Com que es formaren en els primers milers de milions d’anys d’existència de la Via Làctia, i llavors el contingut d’elements diferents d’hidrogen i d’heli era molt baix en l’espai interestel·lar, són estels amb un contingut molt baix d’altres elements. Per exemple, en el Sol, un 1,8% de la massa correspon a elements més pesants que l’heli.

El gros dels estels de l’M9 tenen una edat similar. La diferència en les altres característiques es deu al fet que no tots tenen la mateixa massa. Els estels més massius de l’M9 fa molts milers de milions d’anys que entraren en una fase de degeneració. Els estels més brillants de l’M9 es corresponen a magnituds aparents de +13,5.

Imatge del Telescopi Espacial Hubble de l’M9. No tots els estels del camp pertanyen a l’M9 ja que molts d’ells són estels del pla galàctic que s’interposen en la visió. Sí que ho són els que tendeixen a formar un glòbul. Els estels més brillants tenen una coloració vermella.

La part que Messier i els Herschel detectaven de l’M9 és tan sols una porció. Si bé ells calculaven que l’objecte tenia uns 3 minuts d’arc de diàmetre aparent, la xifra que demostren les astrofotografies és de 12 minuts d’arc. Gràcies als estels variables de l’M9 (s’han detectat 13), s’ha pogut estimar la distància d’aquest cúmul estel·lar en 25.800 anys-llum. Això suposa que un objecte de 12 minuts d’arc a aquesta distància ha de tenir unes dimensions de 90 anys-llum de diàmetre.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
One comment on “Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier – M9, un cúmul globular no gaire allunyat del Centre Galàctic
  1. Oriol López ha dit:

    I el viatge sideral continua…

Els comentaris estan tancats.

%d bloggers like this: