Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier: M41, un cúmul obert en la constel·lació del Gos Gros

Deixem ara l’estel HD 238107, a on ens havia conduït l’entrada 40 del catàleg de Charles Messier per adreçar-nos a l’entrada següent, la 41. Ara sí es tracta d’un objecte genuí del catàleg de nebuloses o cúmuls estel•lars, concretament, d’un cúmul obert. Adrecem la ruta a aquest objecte. Des de la nostra posició de partida té una magnitud aparent de +4,7, de forma que gairebé el podem distingir a ull nu. Emprenem un viatge de gairebé 2500 anys-llum (760 parsecs; 2,3•1019 m) a través de regions del Braç d’Orió. Anem cap a una zona una xic més perifèrica del braç, de forma que ens allunyem del Centre Galàcic en uns 1.300 anys-llum (per quedar-hi a un radi de 28.500 anys-llum). També ens allunyem respecte del Sistema Solar, en 1.800 anys-llum, passant a una distància de 2.300 anys-llum. Els lectors de la Terra hauran vist com el nostre senyal es desplaça des de la cua de l’Ossa Grossa (o Major, o Gran), tot passant pels dos Lleons, pel Cranc i per la Serp d’Aigua, i per l’Unicorn, per arribar finalment al nostre destí, en el Pit del Gros Gros (o Major, o Gran).

La descoberta de l’M41

Ja hem comentat en un altre ocasió que Aristòtil s’ocupà de la natura dels cometes. La principal qüestió a respondre era si els cometes són un objecte astronòmic o un objecte meteorològic, és a dir, en termes aristotèlics, si són objectes supralunars o sublunars. Aristòtil preferí la segona opció, la d’entendre’ls com una mena de concrecions atmosfèriques. No podia desconèixer, però, els arguments de la part contrària. El capítol sisè del primer llibre de la Meteorologia, compilat devers l’anys 325 a.C., Aristòtil el dedica a “explicar la natura dels cometes i de la via làctia”. En discutir la teoria que pensa que els cometes tenen un origen o natura planetària, Aristòtil diu el següent:

Una objecció que parla tant contra els que sostenen aquesta teoria com els que diuen que els cometes són una coalescència dels planetes és, en primer lloc, que alguns dels estels fixos també tenen cua. En aquest extrem no tan sols hem d’acceptar l’autoritat dels egipcis que ho afirmen, sinó que nosaltres mateixos hem observat el fet. Ja que un estel del meluc del Gos té una cua, per bé que feble. Si hi fixeu la vostra vista, la llum d’aquest estel feble, però si tan sols l’entrelluqueu, sembla més brillant.

Aristòtil, doncs, fa una referència a un estel de la constel•lació del Gos que té cua. També indica que la millor manera per veure aquesta cua és mitjançant una visió interrompuda, és a dir sense quedar-se mirant fixament l’objecte. A quin estel es referia Aristòtil? És probable que es referís a l’M41, proposta feta per primera vegada per John Ellard Gore (1845-1910) en un article del 1902. En el 1977, A. A. Barrett publicà un article titulat “Aristotle and Averted Vision”, on fa referència a la tècnica de visió que enuncia Aristòtil en el passatge citat. Barrett s’inclina a pensar que l’estel cuat d’Aristòtil és l’M41, però no descarta altres possibilitats. Per exemple, prop de Delta Canis Majoris, hi ha un “tren d’estels”, que pot ésser interpretat com un estel cuat. També podria ésser que Aristòtil es fixés amb un dels segments de via làctia que creuen aquesta constel•lació.

La Constel•lació del Gos Gros queda marcada per Sírius, l’estel més brillant del nostre cel. Normalment s’interpreta que Sírius és a la base del coll del Gos. Delta Canis Majoris o Wezen es correspondria a la base de la cua. Aristòtil situa l’estel amb cua en el meluc, però això depèn de la interpretació de la resta dels estels. Si Mirzam és interpretat com el pit del Gos (i no com la pota davantera), la posició de l’M41 s’apropa a la regió central-posterior del cos. D’altra banda, al costat de Wezen s’observen tres estels propers que podrien haver estat observats per Aristòtil com un estel cuat. Ara bé, segons les interpretacions més habituals, aquests estels es correspondrien a la cua.

Es fa difícil, doncs, dir si l’estel cuat d’Aristòtil es correspon o no a l’M41. Molt més segura és la identificació amb una de les nebuloses catalogades per Giovan Battista Hodierna en el 1654. Hodierna se’n considera descobridor, ignorant segurament la referència d’Aristòtil. Malauradament, el catàleg d’Hodierna caigué en l’oblit.

John Flamsteed va observar aquest objecte el 16 de febrer del 1702, i l’introduí en el seu catàleg (entrada 965), tot assenyalant que:

Prop d’aquest estel [12 Canis Majoris], hi ha un cúmul.

Flamsteed no reclama la descoberta ni tampoc assigna un nombre propi a l’objecte, però sembla que es tracta d’una descoberta pròpia.

En el 1749, Guillaume Le Gentil, en el seu catàleg de nebuloses, inclou aquesta, considerant-la com una descoberta pròpia.

També sembla que Charles Messier descobreix l’objecte de manera independent. Ho fa la nit del 16 al 17 de gener del 1765. En aquesta època Messier ja té la intenció de catalogar totes les nebuloses o cúmuls estel•lars que trobi, encara que el catàleg no veurà la llum com a tal fins el 1771. Això és el que diu llavors de la descoberta:

En la nit del 16 al 17 de gener del 1765, vaig observar per sota de Sírius i prop de l’estel Rho Canis Majoris un cúmul estel•lar. Quan l’examinava amb un refractor nocturn (el telescopi ordinari d’1 peu de longitud focal que Messier utilitza en el seguiment dels cels a la percaça de cometes), aquest cúmul semblava nebulós. No obstant, no és més que un cúmul d’estels petits [quan s’observa amb un telescopi més potent]. En comparar la posició del centre del cúmul amb l’estel conegut més proper [Rho Canis Majoris], vaig determinar-ne una ascensió recta de 98º58’12’’, i una declinació nord 20º33’50’’.

Aquesta darrera dada, de declinació nord, és un error obvi d’imprempta del catàleg del 1771. Com que la constel•lació del Gos Gros és integrament austral, l’error d’imprempta no tingué més conseqüència, i fou corregit en edicions posteriors.

Johann Elert Bode cataloga aquest objecta en l’entrada 15 del seu catàleg. En el “Vorstellung der Gestirne auf XXXIV Kupfertafeln”, del 1782, Bode inclou l’objecte en la placa 25, atribuint-ne la descoberta a Messier, i assignant a l’objecte la denominació de CMa 57. De fet, Bode en aquest dibuix empra les coordenades indicades per Messier, tot corregint l’error tipogràfic en la declinació.

El 26 de febrer del 1783, Caroline Herschel prova d’observar objectes del catàleg de Messier, entre els quals, amb èxit, l’M41.

El 20 d’octubre del 1784, William Herschel observa l’objecte i anota que és “un gran cúmul d’estels grans escampats de forma ben irregular”. Pot sobtar que Bode anomenés “petit” un cúmul que Herschel considera “gran”, però cal recordar que Herschel disposa d’un instrument telescòpic més potent.

El 4 de març del 1830, John Herschel observa l’M41 i en fa aquesta anotació:

Irregular; omple el camp [del telescopi]. L’estel principal, de magnitud +8, és vermell. És un cúmul pobre [en estels]. La posició s’estima a partir d’un estel doble del cúmul i en resulta un ascensió recta de 6h39m43s i una distància al pol nord de 110º34’13’’.

Aquesta observació li va servir per al catàleg del 1833, en el qual apareix l’objecte en l’entrada 411.

Esquema de Jeremy Perez amb els estels principals de l’M41, observats a un augment de 37x. En la part central s’observa l’estel doble amb el qual John Herschel va determinar les coordenades del cúmul.

L’estel doble citat per Herschel és també la base de l’entrada 265 del catàleg de Bedford. William Henry Smyth, l’autor d’aquest catàleg, observà l’M41 pels volts del març del 1836, i és això el que assenyala:

Un estel doble (angle de posició de 85º, i distància entre els estels de 45 segons d’arc) en un cúmul difós, en el pit del Gos Gros. L’estel A del parell és de magnitud +9 i un blanc lúcid; l’estel B és de magnitud +10 i d’un blanc pàlid. El cúmul fou enregistrat per Messier en el 1764, com una “massa de petits estels”, però es divideix en cinc grups, dels quals el central és el més ric, i marcat per tres estels brillants que formen una lluna creixent. En direcció NW hi ha l’estel doble obert esmentat. Hom pot trobar l’M41 dibuixant una línia des d’Aldebaran, a través d’Epsilon Orionis, en el centre del Cinyell d’Orió, i des d’allà fins a mig camí entre Sírius i Mirzam, a uns 4º en l’espai SE entre aquests dos darrers estels. També hom pot dirigir primer el telescopi, a poc augment, damunt de Sírius, i després fer-lo caure uns 4º05’, fins a veure un parell d’estels de magnitud +8 (233 i 236 P.Hora.VI), i un minut d’arc després apareix l’M41.

En el Catàleg General, John Herschel introdueix l’M41 en l’entrada 1454. En la decripció empra tres observacions fetes per ell i pel seu pare, alhora que atribueix la descoberta originària de l’objecte a Flamsteed. L’M41 és descrit com un cúmul molt gran, brillant, poc comprimit, amb estels de magnitud +8 i inferiors.

John Dreyer, en el Nou Catàleg General, reprèn la mateixa descripció, únicament reproduint-la en l’entrada 2287. Reconeix com a descobridors independents a Flamsteed, Le Gentil i Messier. En el Nou Catàleg General s’introduí un error tipogràfic que ha fet que en moltes obres que en depenen hi hagi un error d’1 minut d’arc en l’ascensió recta reportada per l’M41.

Heber D. Curtis, en el seu catàleg fotogràfic de 762 nebuloses i cúmuls estel•lars, elaborat amb el reflector Crossley de l’Observatori de Lick, col•loca l’M41 en l’entrada 13. Diu que és un cúmul gran, molt irregular i escampat, amb un diàmetre aparent de 25 minuts d’arc.

Fotografia de l’M41. En el cantó superior dret (corresponent a la direcció SE) trobem l’estel 12 Canis Majoris, de magnitud +6, i que no pertany al cúmul ja que es troba a una distància de 665 anys-llum de la Terra (M41 es troba a una distància de 2300 anys-llum).

En el 2003, Brent A. Archinal i Steven J. Hynes, en el seu llibre “Star clusters” proposaren una connexió física entre el cúmul obert M41 i el cúmul obert Collinder 121.

Mapa de la constel•lació del Gos Gros, en el qual s’assenyalen les posicions de Collinder 121 i M41, separades per 4,6º. Aquests dos cúmuls oberts es trobarien a una distància d’uns 60 anys-llum, i probablement hi ha una connexió entre els dos.

Els estudis realitzats en les darreres dècades, assignen vora 100 estels de l’M41, que ocupen un àrea de 38 minuts d’arc de diàmetre. La característica comuna d’aquests estels és la velocitat radial respecte de la Terra, que és d’uns +34 km•s-1 (s’allunyen del nostre Sistema Solar a aquesta velocitat).

L’M41 en xifres

Part central de l’M41, retratada pel 2MASS.

Ja hi som. De mica en mica en pogut veure com ens apropàvem a aquest cúmul obert, i ara ja som a dins. En començar el viatge, particularment, quan l’objecte ja es feia completament visible a ull nu, teníem les sensacions que Walter Scott Houston descrivia en el 2005:

Molts observadors visuales diuen veure línies corbes d’estels en l’M41. Malgrat que sembla inconspícues en les fotografies, les corbes es perceben fortament en el meu telescopi de 10 polsades, i l’estel vermell brillant del centre és prominent.

Efectivament, la forma que tenim d’integrar la informació visual ens juga aquestes passades. Per això ja Aristòtil remarcava que la cua del seu estel deixava d’ésser percebuda si hom hi posava la vista de manera perllongada. I això és el que fem, quan observem els estels en fotografia per comptes de fer-ho amb el telescopi o els binocles.

Des de la nostra nau en moviment, és lògicament més fàcil esbrinar les connexions espaials entre els diferents grups estel•lars. Però únicament els veiem en un punt del seu desenvolupament. Així no podem saber si el veïnatge físic entre l’M41 i Collinder 121 respon a una connexió en l’origen de tots dos cúmuls estel•lars.

A jutjar per les característiques dels estels, l’antiguitat del cúmul seria de poc més de 200 milions d’anys. Quan l’observem de prop, es fa difícil de fer agrupacions regionals dels estels que en formen part. Les cinc regions que percebia Smyth, se’ns fan difícil de delimitar in situ.

L’M41 té un diàmetre mitjà d’uns 25 anys-llum. En aquest volum es concentren més de 100 estels. D’aquests estels, destaquen prominentment els gegants vermells. El més brillant dels estels, ja remarcat per John Herschel, és un estel gegant K3, prop del centre gravitatori del cúmul. La magnitud absoluta és de -2,4. L’espectre d’aquest estel gegant i d’altres estels gegants de tipus espectral K assenyala una metal•licitat similar a la del nostre Sol, la pròpia d’estels de la població I de la nostra galàxia.

Un cúmul obert com qualsevol altre, podríem dir. Però la possibilitat que fos aquest objecte el remarcat per Aristòtil ens fa pensar. Al capdavall la distància longitudinal entre l’M41 i el Sistema Solar és d’uns 2300 anys-llum. I són 2.300 anys temporals els que ens separen aproximadament d’Aristòtil. En el moment que Aristòtil provava de veure la possible cua d’un estel fix, sortia la llum d’aquest estel (o cúmul d’estels) que ara veiem a través dels telescopis del nostre propi segle. L’espai i el temps s’entrelliguen. I aquesta és la dubtosa conquesta dels nostres viatges instantanis, que és saltar espais insondables en el curs infinitessimal de set dies.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: