Els moviments de la nostra galàxia espiral, la Via Làctia, són un xic complexos. La barra central de la galàxia segueix un període de rotació de 15-18 milions d’anys. L’estructura d’espirals segueix un període de 50 milions d’anys. Els estels individuals també orbiten el Centre Galàctic. I també ho fan els cúmuls globulars. Dels cúmuls globulars, però, alguns segueixen una òrbita retrògrada. Tal és el cas de l’M30. Aquest és el nostre destí ara. Sortim des del cúmul obert M29. Hem de recórrer 27.900 anys-llum de distància (8,55 kiloparsecs; 2,64•1020 metres). Ho haurem de fer amb un angle considerable respecte del Pla Galàctic, endinsant-nos força en l’hemisferi sud de l’halo de la nostra galàxia. En efecte, l’M30 se situa a una distància de 21.000 anys-llum respecte de la perpendicular al Pla Galàctic. En el nostre trajecte, gairebé ens mantenim equidistants respecte el Centre Galàctic, amb una reducció de la distància de tan sols 1.400 anys-llum (per quedar-nos a una distància al centre de 25.000 anys-llum). Els observadors de la Terra veuran com el nostre senyal s’hi allunya 25.400 anys-llum, fins a 29.400 anys-llum. En l’esfera celeste, desfem el camí fet en la setmana anterior i anem des de la constel•lació del Cigne a la del Capricorn (el Boc de la Mar), bo i passant per la Guineueta, l’Àliga i l’Aiguader. En certa forma, com veurem tot sseguit, es tracta del primer tast intergalàctic del nostre periple.
La descoberta i observació de l’M30
El nostre viatge còsmic és també un viatge en el temps, per exemple en el temps que Charles Messier dedica a les seves observacions a la percaça de nebuloses i cúmuls estel•lars. Inicialment, Messier s’havia preocupat per aquests objectes pel fet que podien interferir en la seva tasca de “caçador de cometes”. En avançar l’estiu del 1764, però, ja hi mostra un viu interès.
En la nit del 3 al 4 d’agost, Messier troba una nebulosa per sota la gran cua del Capricorn, i ben a prop de l’estel 41 Capriconi (un estel de magnitud +6). Amb el refractor ordinari de 3 peus de longitud focal, la nebulosa és visible encara que amb dificultat. En examinar-la amb un telescopi gregorià amb un augment de x104, Messier observa que és una “nebulosa rodona” i que, si més no amb aquests augments, no hi ha cap estel associat. També amb aquest instrument pot determinar el diàmetre aparent: 2 minuts d’arc. Per determinar la posició de la nebulosa, Messier va esperar-se al pas del meridià de la cua del Boc, un poc passada la mitjanit, prenent com a referència l’estel Zeta Capricorni. Així en determina una ascensió recta de 321º46’18’’ i una declinació sud de 24º19’04’’.
Messier va rastrejar les obres a la seva disposició per veure si el mateix objecte no havia estat descrit per cap astrònom anterior. L’única referència anterior, de fet, era d’ell mateix. Messier havia marcat l’objecte en la Carta del Retorn del Cometa Halley del 1759, que ell havia fet i publicat en les Memòries de l’Acadèmia de Ciència del 1760 (la placa 12, planxa II, en la pàgina 465). Aquella fou la primera aparició d’un cometa prèviament anunciada per un astrònom (Edmond Halley, mort el 1742). Messier, de 24 anys, va provar infructuosament d’ésser el primer en observar-lo, honor que va correspondre, el Dia de Nadal del 1758, a Johann Georg Palitzsch.
Carta del Cometa de Halley en “el retorn del 1759”. En la part inferior esquerra veiem la cua del Capricorn, en la qual apareix anotada l’objecte que posteriorment el mateix Messier redescobriria la nit del 3 al 4 d’agost del 1764 per catalogar-lo com a M30.
Johann Elert Bode també inclou l’objecte en el seu catàleg, en l’entrada 68, i també anotat com a “nebulosa”.
En el 1783, William Herschel va observar l’M30 amb el seus telescopis newtonians. Amb un augment de x200, la nebulosa resultava consistir en “estels ben petits, amb dues fileres d’estels, de 4 o 5 per línia”. Poc més tard, però, en dibuixar els estels del cúmul, va arribar a la conclusió que els estels de les fileres no pertanyien al cúmul.
Aquesta fotografia de Jeremy Perez, del 2005, ens mostra aproximadament com devia veure l’M30, William Herschel en el 1783. Veiem com en el cúmul s’hi distingeixen uns estels més grans, disposats en “filera”. William Herschel suposà que aquests estels més grans eren estels interposats, ja que assumia que tots els estels del cel tenen una magnitud absoluta similar, i per tant els estels d’un cúmul, situats a la mateixa distància respecte de la Terra, han d’ésser de magnitud aparents relativament homogènies.
William Herschel realitzà diverses observacions de l’objecte en estius successius. No era una tasca fàcil. El Capricorn, i particularment la Cua, és la part del Zodíac més austral i, per tant, més difícil d’observar des d’una latitud com la de Londres. En el 1810, però, la potència del seu telescopi li permet de fer una descripció més precisa, i el defineix com una “nebulosa comètica” (amb aspecte de cometa), amb una concentració de lluminositat en el centre, i una forma relativament esferoide, amb un diàmetre mitjà de 3’05’’. Fins i tot, va estimar-ne la “profunditat” (o distància) en un ordre de 344 (344 vegades més distant que un estel de magnitud +1 típic).
En el 1814, William Herschel fa la següent descripció de l’objecte:
És un cúmul brillant, els estels del qual són gradualment més comprimits en el centre. És aïllat, és a dir que cap dels estels del veïnat hi tenen una connexió. El seu diàmetre va de 2’40’’ a 3’30’’, amb una figura irregularment arrodonida. Els estels del centre són tan comprimits que semblen fondre-s’hi. Cap al nord hi ha dues fileres d’estels, a 4-5 per línia. En aquesta acumulació d’estels, veiem clarament l’efecte d’un poder agregador central, que pot residir en una massa central o, el que és més probable, en l’energia agregada dels estels del centre. Les línies d’estels brillants probablement no són connectades amb el cúmul.
John Herschel va incloure l’M30 en el seu primer catàleg, del 1833, en l’entrada 2128, a partir d’una observació feta el 23 de setembre del 1830:
Bell cúmul, irregularment rodó, amb dues projeccions en la part nord. La primera es dirigeix des de la lluminositat central, i consisteix en 3 o 4 estels brillants de magnitud +12; l’angle relatiu és de 350,4º; la segona projecció s’origina en el costat precedent del centre, i es dirigeix en un angle de 331,7º i una línia que no passa pel centre. El diàmetre és de 6 minuts d’arc. Hi ha un estel precedent de magnitud +9 a uns 2-3 diàmetres del centre.
William Henry Smyth inclou l’M30 en el seu catàleg en l’entrada 791, amb observacions fetes el setembre del 1836:
Un cúmul bell, blanc pàlid, sota l’aleta caudal de la criatura [el Boc de Mar o Capricorn], i a uns 20º en direcció oest-nord-oest de Fomalhaut [l’estel de la Boca del Peix], i que precedeix 41 Capricorni, estel de magnitud +5, en menys d’un grau. Aquest objecte és brillant, i pels corrents radials d’estels en les vores, té un aspecte el•líptic, amb una claror central; i hi ha ben pocs altres estels, o perifèrics, en el camp.
Certament, el fet que l’M30 se situï a una latitud en coordenades galàctiques heliocèntriques de 47ºS (57ºS, si ho mirem des del Centre Galàctic), amb la qual cosa no hi ha la interferència que hem vist en les regions del cel més properes al disc de la Via Làctia.
A més d’aquest factor, Smyth recorda que l’M30 se situa
en allò que Lalande anomenava “espais buits”, en els quals no hi podia percebre cap estel de magnitud +9 amb un telescopi acromàtic de 67 mm d’obertura.
Smyth també té un moment per comentar l’enorme profunditat estimada per William Herschel:
Vet ací material per pensar! Quina indicació d’un espai immens! Podria una disposició així haver estat feta, com una maldestra declaració actual insisteix, per ésser un mer apèndix al gra de pols de món on vivim, per alleugerir la foscúria d’una petita mitjanit? Això seria recusar la intel•ligència de la Saviesa i Poder Infinits, en adaptar mitjans tan grans a una finalitat tan desproporcionada. Cap imaginació no pot omplir el quadre del qual els òrgans visuals proporcionen un boirós perfil; i qui confiadament posa a prova el Disseny Etern no pot ésser gaire lluny de la bogeria. Fou una consideració així la que fa ver l’autor inspirat afirmar ‘Com d’inexplicables són les Seues obres, i els Seus camins inescrutables!”.
Smyth es refereix a la idea que tot l’Univers ha estat creat per satisfer la humanitat, i que estels tan llunyans com els de l’M30 no tindrien més funció que la de proveir una certa lluminositat durant les hores nocturnes.
En el 1847, John Herschel publica una nova versió del seu catàleg. L’M30 apareix en l’entrada 3878, amb una observació feta el 29 de juliol del 1834. Vet ací la descripció:
Cúmul globular brillant, una mica elongat, més brillant cap al centre, d’uns 4 minuts d’arc de llargada i 3 minuts d’amplada; tot es resol en estels de magnitud +16, a banda d’uns pocs de +12. Dues línies d’estels força grans se’n surten pel nord-est.
En el Catàleg General de John Herschel, l’M30 apareix en l’entrada 4687, amb una descripció similar a l’anterior. En el Nou Catàleg General, de John Dreyer, apareix en l’entrada 7099, amb descripcions similars, si bé il•lustrades amb la ploma de Secchi. Ja en l’era de l’astrofotografia, Curts l’inclou en el seu catàleg de 762 nebuloses i cúmuls retratats pel Reflector Crossley. Gràcies a l’astrofotografia, hom pot precisar més la morfologia de l’M30 (un el•lipsoide, amb l’eix major en orientació E-O; amb un diàmetre global de 12 minuts d’arc, amb un centre densificat d’1 minut d’arc e diàmetre.
L’M30 en xifres
L’M30 retratat pel Telescopi Orbital Hubble. L’amplada de la imatge equival a 3 minuts i mig d’arc de l’esfera celeste.
Ja hi som. A mesura que ens hi hem apropat, ja hem pogut dir amb tota justícia quins estels fan part del cúmul i quins no. En aquestes alçades de l’halo galàctic, un cúmul globular és també un cúmul tancat, mantingut íntegre per la interacció gravitatòria dels estels i materials que l’integren.
El diàmetre mitjà de l’M30 és d’uns 93 anys-llum. En el volum resultant de 3,6•1053 m3 s’amuntega una massa de 3,2•1035 kg. Això suposa una densitat mitjana de 8,9•10-19 kg. Recordem que a 50 anys-llum a la rodona del Sol no hi ha catalogats més de 133 estels, de forma que en l’espai equivalent la densitat material mitjana és més de mil vegades inferior a la densitat de l’M30. Ara bé, com hem dit, la major part dels estels de l’M30 es concentren en un volum interior més reduït, d’uns 4 anys-llum de diàmetre.
La immensa majoria dels estels de l’M30, si no tots, tenen una edat similar, amb una mitjana de 12.930 milions d’anys. El cúmul globular M30 es formà, com bona part dels altres cúmuls globulars, en els moments originaris de les galàxies… Però, de quina galàxia?
L’M30 segueix una òrbita retrògrada. Aquesta òrbita, no gaire excèntrica, situa l’M30 en les regions relativament interiors de l’halo galàctic. En tot cas, el fet que sigui retrògrada, ha fet sospitar en un origen extragalàctic de l’M30. Duncan A. Forbes i Terry Bridges aprofundien en un article del 2010 sobre aquesta qüestió. Forbes i Bridges sostenen que una porció elevada dels cúmuls globulars de la Via Làctia són el resultat de captures de cúmuls globulars de galàxies menors. De fet, en la seva història, la Via Làctia ha capturat íntegrament petites galàxies senceres. Per exemple, els cúmuls globulars més joves (no és el cas de l’M30) podrien ésser originaris de les galàxies nanes del Sagitari i del Ca Major. Molts d’aquests cúmuls globulars joves (joves és una manera de parlar, ja que solen ésser més antics encara que el nostre Sol) tenen òrbites retrògrades. En total, Forbes i Bridges calculaven que entre 27 i 47 dels 93 cúmuls globulars registrats podrien ésser procedents de 6-8 galàxies nanes parcialment o totalment capturades per la Via Làctia. De fet, en alguns casos, els cúmuls globulars serien el resultat dels nuclis d’aquelles galàxies nanes.
Ens agradaria poder interrogar als centenars de milers d’estels de l’M30 sobre els seus orígens. Però la nostra nau taquiònica no disposa de l’instrumental necessari. Així doncs, decidim endinsar-nos cap al nucli.
A mesura que ens apropem al nucli, veiem crèixer la proporció d’estels gegants blaus. Els nostres instruments de mesura de la densitat indiquen una xifra de 2•10-14/ kg•m-3. El nivell d’agregació estel•lar és tal, que estels solitaris poden esdevindre estels binaris. I estels binaris poden fondre’s en un sol estel. No patiu per nosaltres. Un valor de densitat de 2•10-14 és un valor considerable, potser no superat més que en el propi centre galàctic. Però, amb tot, és encara 11 ordres de magnitud inferior a la densitat que experimenteu els qui viviu submergits en l’atmosfera terrestre.
Des de la Mediterrània 