Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier: M44, el Cúmul del Rusc, altrament dit la Menjadora

Deixem ara les regions centrals del Complex d’Orió per desplaçar-nos a un cúmul estel•lar obert en el qual ja ha desaparegut la nebulositat interestel•lar. No debades, l’M44 és un cúmul estel•lar obert antic, de 600-700 milions d’anys, producte d’un procés astrogènic que també generà el cúmul estel•lar obert de les Híades. Per anar de l’M43 a l’M44 haurem de creuar uns 1140 anys-llum (349 parsecs; 1,08•1019 m). Seguim, doncs, essencialment, dins del mateix sector del Braç d’Orió, guanyant una mica de latitud galàctic (en sentit nord), alhora que perdent una mica de perifèria galàctic (uns 730 anys, llum, de manera que ara quedem a una distància al centre galàctic de 27.440 anys-llum). També ens apropem notablement al Sistema Solar, en uns 800 anys-llum (per quedar-hi a una distància de 577 anys-llum). Precisament, els nostres observadors de la Terra contemplen com el nostre senyal es desplaça des de la constel•lació d’Orió cap a la del Cranc, tot creuant l’Unicorn i el Gos Petit.

El coneixement del Cúmul del Rusc

El Cúmul del Rusc té una magnitud aparent de +3,7. De fet, no és gaire menys brillant que Altarf (Beta Cancri), d’una magnitud de +3,5, la principal de la constel•lació del Cranc. Tan sols un altre estel de la constel•lació, Asellus Australis (Delta Cancri) supera la magnitud +4. Els altres estels tenen magnitud encara inferiors. El Cranc, doncs, és una constel•lació poc aparent en els nostres cels enfosquits per la contaminació lumínica.

Astrofotografia de la constel•lació del Cranc. S’hi ha dibuixat les línies que uneixen els cinc estels principals de la constel•lació. La forma del Cranc només es comença a percebre si tenim en compte els estels menors. Els dos estels centrals de l’asterisme reben el nom d’Aselli (petits ases) i coincidirien amb la base de cadascuna de les pinses del Cranc. Si us hi fixeu en la imatge hi ha una nebulositat al costat de la línia que uneix aquests dos estels. Aquest és l’M44.

El diàmetre aparent màxim del Cúmul del Rusc és de 95 minuts d’arc, per bé que la major part de la lluminositat procedeix d’una regió més restringida. Sigui com sigui, a ull nu, no es pot percebre que es tracta d’un cúmul estel•lar, a diferència del que passa amb les Plèiades i amb les Híades. Sí es pot percebre, contràriament, com un estel nebulós.

En la literatura antiga xinesa, aquest objecte cau en la vint-i-tresena de les 28 mansions en les quals es divideix la trajectòria lunar. Aquesta mansió lunar rep el nom de Xiu Gui, i se sol interpretar com un carruatge. El nostre objecte és descrit, doncs, com un espectre o dimoni que condueix el carruatge de Xiu Gui. També se la descriu com “un núvol de pol•len ventat des de l’ament d’un salze”.

Som, en tot cas, davant d’un objecte conegut des de l’antiguitat, present també en l’imaginari popular. És una curiositat prou atractiva com perquè n’hagin parlat els astrònoms antics, d’un extrem a l’altre d’Euràsia.

Aratos, natural de Soloi, una colònia ròdia a Cilícia, fou metge de professió, interessat en la gramàtica i en la filosofia. La major part de la seva obra degué ésser poesia didàctica, de la qual únicament ens han quedat dos poemes que tracten de fenòmens celestes, meteorològics, però particularment astronòmics. Si bé, Aratos depèn en les seves fonts d’astrònoms experts, com que bona part d’aquestes fonts s’han perdut, l’obra d’Aratos conté les primeres referències d’alguns fenòmens astronòmics. I, efectivament, també conté la primera referència escrita a l’M44. Concretament, en parla a Fenòmens. Aquesta obra, datada del 260 a.C., consta de 732 bordons hexamètrics i parla, successivament, de les constel•lacions, dels cinc planetes, dels cercles de l’esfera celeste, dels orts zodiacals i dels signes astronòmics amb rellevància meteorològica. És en aquesta última part on trobem aquesta referència:

Observeu també la Menjadora [Fatne]. Com una feble boira en el Nord fa de guia sota el Cranc. Al voltant seu hi ha dos estels que llueixen feblement, no gaire llunyans l’un de l’altre, separats per un colze de longitud, un cap al Nord mentre que l’altre mira cap al sud. Els diuen els Ases i, entre ells, hi ha la Menjadora.

Aratos devia combinar en les denominacions astronòmiques que tria tant les tradicions literàries (el Cranc) com les tradicions populars (els dos Ases i la Menjadora que comparteixen). La pròpia natura del Rusc, com a boira estel•lar (o nebulosa), en fa molt susceptible la percepció als canvis atmosfèrics. Per això, Aratos continua:

Quan, sobtadament, mentre tot el cel és clar, desapareix completament la Menjadora, i els estels que queden a banda i banda semblen apropar-se, no trigarà gaire a caure la tempesta que inunda els camps. Si la Menjadora s’enfosqueix i tots dos estels resten inalterats, anuncien pluja. Però si l’Ase al Nord de la Menjadora llueix feblement a través d’una boira tènue, mentre l’Ase del Sud llueix esplenderosament, espereu vent del Sud: però si, per comptes d’això, l’Ase del Sud es nebulós i el del Nord brillant, espereu vent del Nord.

La segona part de l’afirmació no té base meteorològica, però la primera sí que en té. Un objecte com la Menjadora desapareix abans de la vista que no pas els estels quan la boira és tènue, i això pot quedar lligat a fenòmens tempestuosos en la nostra regió mediterrània.

Posterior a l’obra d’Aratos és “Katasterismoi”, una col•lecció que exposa i explica les constel•lacions. “Katasterismoi” s’atribueix a Eratòstenes i fa un esforç per connectar les tradicions populars amb la mitologia culta. Així doncs, segons “Katasterismoi”, els dos ases que hi ha al voltant de la Menjadora haurien estat les montures dels déus Dionisos i Silenos en la batalla dels Olímpics contra els Titans. Els brams dels dos ases haurien espantat als Titans de manera crucial en aquella batalla, de forma que els Olímpics els premiaren col•locant-los al cel al costat de la Menjadora. Podem pensar, però, que el nom de la Menjadora es vincula al caràcter estantís d’aquest objecte astronòmic, no sempre visible amb claredat, tal com la Menjadora pot ésser més plena o més buida, i es responsabilitzà d’aquest fet als dos estels equidistants de la nebulosa.

Hiparc de Nicea va nàixer uns cinquanta anys després de la mort d’Aratos. No és pas casual que de l’obra d’Hiparc únicament ens hagi quedat un comentari, força crític, dels poemes astronòmics d’Aratos i d’Eudoxos. Indirectament, ens ha arribat d’Hiparc part del seu catàleg d’estels, compilat devers el 130 a.C. En aquest catàleg hi figurava la Menjadora, tractada com un “núvol petit” o “estel nebulós”.

Bona part de l’obra d’Hiparc la coneixem a través de Claudi Ptolomeu, del qual sí que ens ha arribat la “Síntaxi Matemàtica” (l’Almagest). En aquesta obra, Ptolomeu descriu set nebuloses, de les quals quatre han estat identificades amb nebuloses o cúmuls estel•lars. Ja vam veure com l’M7 és identificat com el “Cúmul de Ptolomeu”. Doncs bé, també s’hi fa referència a una “massa nebulosa en el pit del Cranc”.

En el 1603 va veure la llum “Uranometria Omnium Asterismorum”, de Johann Bayer, en el qual es consigna la presència d’un “Nubilum” (núvol) en la constel•lació del Cranc, a la qual se li dóna la denominació d’Èpsilon Cancri. El nom més habitual, però, en la literatura llatina és Praesepe, és a dir la Menjadora, a la vegada que els dos estels flanquejants rebien el nom d’Assellus Borealis i Assellus Australis. En la literatura àrab rep el nom d’Al-Maalaf, la Menjadora, o Al-Nathrah, en referència als bigotis de la veïna constel•lació del Lleó.

En les descripcions anteriors a l’adveniment del telescopi, la Menjadora és tinguda per un sol objecte, bé un petit núvol o bé un estel nebulós. Les observacions telescòpiques permetrien reconèixer-hi el cúmul estel•lar que és en realitat. En el 1609, Galileo Galilei escriu:

La nebulosa denominada la Menjadora conté no pas un únic estel sinó una massa de més de 40 estels petits. Hem anotat 36 estels a banda dels Petits Ases.

El 15 de gener del 1611, Júpiter es trobava en la constel•lació dels Bessons, no gaire lluny del límit amb la constel•lació del Cranc. Fabri de Peiresc, un altre pioner de l’astronomia telescòpica, en perseguir Júpiter s’adonà de la presència de la Menjadora, de la qual, aparentment, no tenia coneixement previ. I escriu:

Es veia una nebulosa en els voltants de Júpiter, cap a l’est, en la qual hi vaig comptar més de 15 estels.

En el 1612, Simon Marius constata també, de forma independent, el caràcter de cúmul estel•lar d’aquest objecte.

El cúmul estel•lar M44, conegut com el Rusc o l’Eixam, o també com la Menjadora.

Jan Hevelius introdueix l’objecte, com a Praesepe, en el seu “Catalogus Stellarum Fixarum” (1687), en l’entrada 291.

En el 1725, es publicava pòstumament el catàleg de 2.935 estels elaborat per John Flamsteed. Alguns dels estels individuals de la Menjadora rebien entrada pròpia en forma de lletra. L’estel principal de la Menjadora, per exemple, rebia la denominació de C Praesepis.

En el 1749, Jean-Philippe de Chéseaux incloïa l’objecte en l’entrada 11 del seu catàleg de nebuloses, tot dient “la del Cranc, coneguda habitualment com la Menjadora, la posició de la qual és coneguda”.

Diversos astrònoms feren mapes detallats dels estels de la Menjadora. Fou el cas de Philippe de La Hire (1640-1718), Jean-Dominique Maraldi (1709-1788) o Tobias Mayer (1723-1762).

Charles Messier introduí aquest objecte en el seu catàleg el 4 de març del 1769, quan buidava la bibliografia a la recerca de nebuloses i cúmuls estel•lars. La base de Messier és la descripció de Flamsteed. Això és el que diu Messier:

A ull nu, hom veu en el Cranc una nebulositat considerable. Això no és més que un cúmul de molts estels que hom distingeix molt bé amb l’ajut de telescopis. Aquests estels es barregen a ull nu degut a la llur gran proximitat.

D’acord amb Flamsteed, i fixant-se en l’estel C, Messier calcula la posició de l’objecte en 126º50’30’’ d’ascensió recta i 20º31’38’’ de declinació nord.

Messier va fer estudis comparatius al llarg dels anys sobre les posicions relatives dels estels del cúmul. D’acord amb les mesures fetes en 1785, 1790 i 1796, no detectà cap desplaçament relatiu entre els estels.

Johann Elert Bode cataloga l’objecte en l’entrada 20 del seu catàleg (“el ben conegut cúmul estel•lar Praesepe”). També registra les posicions individuals de sis estels del cúmul, de magnituds +6 a +8. En les 34 plaques de coure publicades en el 1782, inclou un mapa de 12 estels (en la placa 16) i un mapa de 40 estels (placa 30).

Caroline Herschel observà l’objecte el 23 de gener del 1783.

En el catàleg del 1833, John Herschel introdueix “Praesepe Cancri” en l’entrada 517, a partir d’una observació fet al 14 de març del 1831, en la qual havia anotat que:

És un cúmul tan desagregat i dispers que tan sols es percep com una regió rica en estels grans.

En el catàleg de Bedford, de William Henry Smyth, l’entrada 316 es correspon a un estel doble d’aquest cúmul, integrat per un estel A de magnitud +6,5 i un estel B de magnitud +7,5, “tots dos blancs, en l’extrem SE d’una línia ondulada representada per nou petits estels”. Smyth diu del cúmul:

La Menjadora, metamorfosejada en Rusc, és un agregació de petits estels que durant molt de temps dugué el nom de nebulosa, ja que els seus components no són distingibles separadament a ull nu. De fet, abans de la invenció del telescopi, tan sols se’n reconeixa un. El grup és força escàs en nombre, però esplèndid donada la magnitud relativa dels seus constituents, la qual cosa el converteix en un objecte capital per provar la llum d’un telescopi.

Per localitzar l’objecte en el cel, Smyth recomana:

Una línia imaginària projectada des de Spica fins a Regulus, i fins a uns 22º més enllà d’aquest darrer, passa per la Menjadora. També se la pot trobar amb una línia projectada des de les Plèiades fins a mig camí entre Proció i Càstor, que pasaria per damunt d’Epsilon Geminorum (el genoll de Càstor). Una línia des de Càstor a través de Pòl•lux i continuada unes tres vegades la distància entre les dues també arribaria a aquest cúmul remarcable.

En el Catàleg General de John Herschel, Praesepe Cancri apareix en l’entrada 1681. En el Nou Catàleg General de John Dreyer, ho fa en l’entrada 2632.

Heber Curtis va fotografiar amb un temps d’exposició de dues hores el Cúmul del Rusc, comprovant que cap estel no era nebulós.

Fotografies posteriors han permès un comptatge de 350 estels associats òpticament al Cúmul del Rusc. D’aquests 350 estels, uns 200 són membres confirmats del cúmul, ja que comparteixen moviment propi. Vet ací una llista dels estels més brillants.

Quant a la classificació dissenyada per Robert Trumpler en 1930 per als cúmuls oberts, la Menjadora sol ésser considerada un cúmul fortament (I) o suficientment (II) concentrat i separat del camp estel•lar de fons. El rang d’estels brillants és intermig (2), ni massa ample ni massa estret. I els autors varien entre considerar-lo un cúmul mitjà (m) o ric (r).

El setembre del 2012, s’anuncià la descoberta de dos planetes gegants en el Cúmul del Rusc, que orbiten dos estels catalogats com a Pr0201 i Pr0211, de dimensions comparables al nostre Sol.

El Cúmul del Rusc en xifres

El Cúmul del Rusc o la Menjadora és un cúmul estel•lar antic. Els seus estels es formaren fa uns 700 milions d’anys. D’acord amb les característiques de moviment propi, el Cúmul del Rusc i les Híades tindrien un origen comú. Probablement es formaren en la mateixa regió astrogènica. Després de 700-800 milions d’anys la distància entre el Cúmul del Rusc i les Híades és de 500 anys-llum. Com que les Híades són més a prop del Sistema Solar (a uns 153 anys-llum) que no pas la Menjadora (que es troba a 577 anys-llum), és lògic que el primer ocupi un diàmetre aparent major (de 330 minuts d’arc) fins al punt que Charles Messier no gosà d’incloure’l en el seu catàleg. Així doncs, no visitarem les Híades. Però visitar el Cúmul del Rusc, en certa manera, és com fer-ho a les Híades, pels trets comuns compartits pels dos cúmuls oberts.

La massa global del Cúmul del Rusc s’estima en 1•1033 kg (500-600 masses solars). La població total del cúmul seria de més 1.000 estels, dels quals un 68% són nans vermells (tipus espectral M), un 30% es correspondrien a nans grocs (de tipus espectral F, G i K) i un 2% serien de tipus espectral A. N’hi ha uns cinc estels gegants vermells, dels quals quatre són de tipus espectral K0 III (HD 73598, HD 73665, HD 73710, HD 73974) i un de tipus espectral G0 III (HD 72779). A més, hi ha presència de nans blancs. D’altra banda, tot just han superat l’estati de seqüència principal, diverses variable del tipus Delta Scuti. L’estel més destacat del Cúmul del Rusc, encara en la seqüència principal, és HD 73731, d’una magnitud absoluta de +0,1 i de tipus espectral Am.

La distribució actual dels estels assenyala també l’efecte d’una segregació de masses. Així, els estels més massius i brillants tendeixen a concentrar-se en el nucli del cúmul, mentre que els estels menys massius que encara continuen associats, es troben majoritàriament en la corona. El nucli de l’M44 té un radi de 11,4 anys-llum. Aproximadament, la meitat de la massa del cúmul es troba en un radi de 12,7 anys-llum. Des d’un punt de vista gravitatori, el radi global de l’M44 seria de 39 anys-llum. No tots els estels de la corona, però, són membres reals del cúmul, ja que hi ha alguns estels de la corona que simplement passen a través d’ella, sense arribar a establir un vincle gravitatori amb el cúmul. És simptomàtica, la pobresa de nans bruns, objectes semi-estel•lars poc massius, segurament perduts en el procés d’erosió de la corona del cúmul.

El procés d’erosió continuarà en el temps, de manera que més i més estels de la corona es dissociaran del nucli. Alhora, els estels principals del nucli esgoten el seu combustible i passen per les fases de gegant vermell i, posteriorment, de nan blanc. L’Eixam, no obstant, amb més de 700 milions d’anys d’antiguitat, encara és prou espectacular vist de prop.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: