Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier: M48, un cúmul obert de 300 milions d’anys d’edat

El mateix error de signe que va cometre Charles Messier en calcular la posició de l’M47 respecte l’estel 2 Puppis, el va reiterar en el cas de l’M48 respecte dels estels de la cua de l’Unicorn. Haurem de fer, doncs, una correcció per encertar en el rumb cap a l’M48. No ens és gaire complicat, ja que l’M48 es veu des de l’M47 com un objecte de magnitud aparent global de +2,4, i amb un diàmetre aparent de gairebé 4º. La distància entre els dos cúmuls oberts és de 355 anys-llum (109 parsecs; 3,4•1018 m), és a dir uns 25 diàmetres de l’M47 o uns 15 diàmetres de l’M48. Aquesta equivalència ens dóna una idea també de com l’M48 és un cúmul obert més gran (menys dens) que l’M47. Però l’M47 és un cúmul més jove i més lluminós. Des de l’M48, l’M47 té una magnitud aparent global de +0,9, i un diàmetre aparent de 2º. En el trajecte entre l’M47 i l’M48 mantenim pràcticament la distància al centre galàctic, i tot el nostre trajecte és pràcticament un desplaçament latitudinal, en direcció cap a la part nord del disc galàctic. Reduïm, això sí, en 100 anys-llum la distància envers el Sistema Solar, que queda en 1500 anys-llum. Des del punt de mira dels observadors de la Terra, el nostre senyal camina més que no pas en el trajecte anterior entre l’M46 i l’M47. Però tampoc no pas gaire, ja que creua una llenca de cel relativament desprovista d’estels, entre les constel•lacions del Gos Gros i de l’Unicorn. Pels capricis de la divisió completa del cel en constel•lacions per part de la Unió Astronòmica Internacional, l’M46 i l’M47 han caigut en l’àmbit de la Popa de la Nau. En canvi, l’M48, malgrat trobar-se en la cua de l’Unicorn, se l’ha situat en la constel•lació de la Serp d’Aigua per un estret marge d’ascensió recta.

Fotografia de la constel•lació de l’Unicorn. En aquesta imatge la cua és la part de la constel•lació que apareix més a prop de l’horitzó. Alfa Monocerotis és l’estel terminal. Hi segueix Zeta Monocerotis. Prop d’aquest segon estel, si hom s’hi fixa, apareix una taca nebulosa, corresponent al cúmul obert M48.

El coneixement de l’M48

L’M48 és potencialment visible a ull nu, i reconeixible com una mena d’estel nebulós. Però, és clar, que és més fàcil de veure objectes a ull nu quan hom els ha vist abans amb uns binoculars o un telescopi, i ho fa encara ajudat d’una bona carta del cel. Sense aquest ajut, l’M48 és perceptible (per bé que únicament en cels ben clars) però difícilment distingible en un mar d’estels, en la regió solcada també per la Via Làctia. Es comprén, doncs, que no trobem referències antigues d’aquest objecte.

La primera referència és del propi Charles Messier, i data del 19 de febrer del 1771, quan calcula les posicions de tres cúmuls estel•lars (M46, M47 i M48) i d’una “nebulosa” (M49) situades entre les constel•lacions del Gos Gros i de la Verge. Messier no tenia constància de cap referència anterior de cap dels quatre objectes. Per calcular les posicions es basa en la comparació amb estels de referència que sí apareguin en els catàlegs. Després compta, amb el seu telescopi, el nombre de “camps” que separen l’objecte problema de l’objecte de referència, estimant així la diferència en ascensió recta i en declinació. Per un error de signe, anota posicions incorrectes per a l’M47 i per a l’M48. En el cas de l’M48 l’anotació és la següent:

Ascensió recta de 120º36’00’’ i declinació sud d’1º16’42’’. Cúmul d’estels molt petits, sense nebulositat. Aquest cúmul es troba a escassa distància dels tres estels que formen el començament de la cua de l’Unicorn

En realitat, la declinació de l’objecte era de 3º46’S. El problema és que aquest error no fou detectat pel propi Messier quan publicà l’ampliació del seu catàleg, en el 1780. El fet de no haver emprès noves observacions d’aquest objecte, cristal•litzà l’errada.

Johann Elert Bode depèn de Messier per elaborar el seu propi catàleg de nebuloses i cúmuls estel•lars. Assum com a correctes les anotacions de Messier, alhora que hi afegeix les seves pròpies observacions. Com a conseqüència, l’M48 apareix duplicat en el catàleg de Bode:
– en la referència “Monoceros 35” (el punt 35 de l’Unicorn en les 34 plaques de coure publicades en 1782), Bode es limita a consignar la posició indicada per Messier: ascensió recta de 120º42’ i declinació sud de 1º18’. Repeteix la definició de Messier: cúmul de petits estels
– en la referència “Monoceros 38”, Bode indica un cúmul estel•lar que ha descobert ell mateix: ascensió recta de 120º30’ i declinació sud de 4º30’. En aquest cas, la definició és de “cúmul de petits estels amb nebulosa”.

En realitat, “Monoceros 35” i “Monoceros 38” són el mateix objecte. L’errada de Messier impedeix a Bode d’identificar el seu “Monoceros 38” amb l’M48. Per acabar-ho d’adobar, Bode percep en l’objecte una nebulositat que, amb un bon augment, desapareix.

Astrofotografia del cúmul M48. No s’hi detecta cap nebulositat notable en l’espai interestel•lar.

Caroline Herschel, en el 1783, treballa amb el catàleg de Messier però no amb el catàleg de Bode. Així doncs, Caroline Herschel bé recerca els objectes de Messier o, en trobar-se amb un objecte inesperat, consulta el catàleg per veure si hi és o no. D’aquesta manera, Caroline Herschel construeix el seu propi catàleg. El 8 de març del 1783 hi fa la cinquena entrada:

A una distància igual de 29 Monocerotis [=Zeta Monocerotis] i 30 Monocerotis [=C Hydrae], fent un triangle equilàter amb aquest dos estels, hi ha una taca nebulosa. Amb el telescopi, sembla un cúmul d’estels escampats. No apareix en el catàleg de Messier.

Com Bode abans, també Caroline Herschel en fa una descoberta independent, precisament per la confusió provocada per l’error de Messier.

William Herschel reconeix la descoberta de la seva germana Lina com a genuïna. L’1 de febrer del 1786 fa una nova observació que li serveix per catalogar-lo en l’entrada VI.22, amb la següent descripció:

Un bell cúmul d’estels molt comprimits, considerablement ric, amb un diàmetre aparent de 10 o 12 minuts d’arc.

Però, llavors, què se n’hauria fet de l’M48? El 5 de març del 1790, William Herschel cerca expressament aquest objecte. Ho fa ajudat pel catàleg de Francis Wollaston, publicat l’any anterior, i que recull les posicions calculades per Messier degudament actualitzades. En principi, William Herschel no hi veu res en aquesta posició. Anota que “no existeix en el lloc esmentat per Wollaston”, amb la qual cosa suggereix que potser és Wollaston qui s’ha equivocat. Però mira més detingudament i anota:

Hi vaig trobar una parcela d’estels grollerament escampats, que no mereix el nom de cúmul. Com que són tan lluny uns estels dels altres, no hi puc veure cap agregació amb el meu telescopi de 20 peus. Els estels són escampats per un àrea de gairebé 2º d’extensió.

Herschel, doncs, arriba a la conclusió que l’M48 hauria d’ésser una observació espúria de Charles Messier, que hauria pres una simple densificació casual del camp estel•lar per un cúmul real. Aquesta valoració negativa, però, va permetre que la duplicació d’entrades no es traslladés als catàlegs de John Herschel i de John Dreyer.

En el catàleg de John Herschel del 1833, l’M48 (en la posició observada per Johann Bode i Caroline Herschel) apareix en l’entrada 496, identificat amb el VI.22 del catàleg de William Herschel. El mateix John Herschel l’havia observat en tres ocasions:
– el 12 de març del 1826, quan hi anota una ascensió recta de 8h05m26,1s i una distància al pol nord de 95º18’02’’. El descriu llavors com un cúmul d’uns 100 estels grans de magnituds +10 i +11.
– el 19 de febrer del 1830, quan hi anota una ascensió recta de 8h05m18,8s i una distància al pol nord de 95º18’54’’: “un cúmul superb que omple tot el camp, amb estels de magnitud +9 a +13, però no de magnituds inferiors, si bé tot el fons del cel on es troba és esquitxat destacadament per punts infinitament menuts. Allotja un estel brillant, el més austral de dos que assenyalen a la concavitat d’un arc.
– el 20 de febrer del 1830, amb ascensió recta de 8h05m18,7s i distància al pol nord de 95º14’40’’. Bell i gran cúmul, força ric i ben difós, d’estels de magnitud +9 a +11. Els límits s’estenen per tot un camp. Dins hi ha un estel doble en la part més compacta.

L’M48, observat per Jeremy Perez, a un augment de x37.

L’estel doble citat en la tercera observació de John Herschel apareix en el catàleg de William Henry Smyth en l’entrada 318. Smyth, com han fet Messier, Bode i els tres Herschel, situa l’objecte en la constel•lació de l’Unicorn. Això diu Smyth de l’estel doble i del seu cúmul, amb observacions pels volts de l’abril del 1834:

Ascensió recta de 8h05m40s i declinació sud de 5º19’12’’. La posició relativa de l’eix de l’estel doble és de 205º i la distància és de 4 segons d’arc. És un estel doble nítid, però menut, en un cúmul tolerablement comprimit en el flanc de l’Unicorn, i que es troba a uns 14º al SE de Proció. L’estel A és de magnitud +9,5 i el B de +10, i tots dos són blancs. Aquest objecte és al mig d’un grup esplèndit, en una regió rica, que omple tot el camp de visió, i que té diversos parells petits, principalment de magnitud +9. El va descobrir la senyoreta Herschel el 1783, i fou clasificat per William Herschel el febrer del 1783.

En el Catàleg General de John Herschel, l’objecte apareix en l’entrada 1637:

Ascensió recta de 8h06m50,1s i distància al pol nord de 95º22’30,6’’ (època 1860,0). Cúmul, molt gran, ben ric, força comprimit, amb estels de magnitud +9 a +13.

El Nou Catàleg General de John Dreyer situa l’objecte en l’entrada 2548, prenent la descripció del Catàleg General de John Herschel.

Ja hem vist com John Dreyer (i John Herschel, abans) havien acceptat la posició de l’M47 del catàleg de Messier (i del catàleg de Wollaston) sense gaire crítica i l’havien situat amb una entrada pròpia (NGC 2478). No és el cas de l’M48, ja que l’observació feta per William Herschel el 5 de març del 1790 els empenyia a considerar que Messier s’havia equivocat en qualificar de cúmul estel•lar una mera congregació relativa d’estels telescòpics en les proximitats de la Via Làctia.

Ara bé, la voluntat del Nou Catàleg General és la d’ésser un catàleg exhaustiu, i Dreyer no vol deixar fora cap objecte de Messier. Descomptant el cas especial de l’M40, Dreyer s’havia vist obligat a no entrar en l’NGC ni l’M25 ni l’M48. Els esmenta tots dos en la introducció al catàleg complementari (IC I), i consigna que la posició de l’M48, tal com apareix en el catàleg de Messier, hauria d’ésser d’una ascensió recta de 8h06m54s i una distància al pol nord de 91º32’06’’.

La majoria de reproduccions posteriors del catàleg de Messier assumeixen, senzillament, que l’M48 (com l’M40 i l’M47) és un objecte de Messier “perdut”. El propi Dreyer descartà fins i tot que l’observació de William Herschel del 5 de març del 1790 es correspongués realment a l’M48. Així doncs, a diferència de l’M25 (un objecte que Messier i els autors moderns accepten com a cúmul, però els Herschel i Dreyer no), l’M48 seria, senzillament, un objecte inexistent.

La cosa hauria quedat així i prou. Però el catàleg de Messier és quelcom més que un catàleg. En la segona meitat del segle XIX s’ha convertit en un valor en ell mateix. Hom en té cura, hi afegeix noves entrades a partir d’observacions del propi Messier, i es desespera en veure els forats. I l’M48 és un forat.

En el 1934, Oswald Thomas identifica l’M48 amb l’NGC 2548. D’acord amb les fronteres marcades per la Unió Astronòmica Internacional, assigna l’objecte a la constel•lació de la Serp d’Aigua. Aquesta identificació apareix en la pàgina 137 d’Astronomie, Tatsachen und Problem. No hi ha cap argumentació d’aquesta proposta.

La identificació de Thomas no tingué gran acceptació. En reproduccions posteriors del catàleg de Messier, l’M48 continua considerat com un “objecte perdut”. En el 1959, T. F. Morris, desconeixedor de la proposta de Thomas, identifica l’M48 amb l’NGC 2548 (i l’M47-NGC 2478 amb l’NGC 2422). Owen Gingerich, en 1960, divulga aquesta identificació:

Malgrat que les circumstàncies de l’M48 no són tan òbvies [com les de l’M47], tan sols un cúmul de mida i lluminositat plausibles per ésser registrat per Messier es troba en la regió propera als “tres estels que formen la cua de l’Unicorn” (Zeta Monocerotis, 27 Monocerotis i 28 Monocerotis). L’NGC 2548 té la mateixa ascensió recta que la posició descrita per a l’M48. La declinació difereix en uns 5º. El problema és que Messier no va fer públic el nom de l’estel emprat per calcular-ne la posició, i els registres originals semblen haver-se perdut. Amb tot, a manca de cap altre cúmul en la zona, cal pensar que l’NGC 2548 és realment l’M48.

L’M48 en xifres

L’M48 és un cúmul obert que resulta d’un procés de formació d’estels que tingué lloc fa uns 300 milions d’anys. En l’actualitat, l’estel de major temperatura superficial és d’una magnitud absoluta de +0,5, i de tipus espectral A2. N’hi ha, a més, tres gegants grocs de tipus espectrals G-K. El nombre total d’estels amb magnituds absolutes superiors a +4,6 són 50 estels.

El diàmetre global de l’M48 és de 23 anys-llum. La majoria de la vuitantena llarga d’estels, però, es concentra en un nucli de 13 anys-llum de diàmetre.

Els signes d’edat de l’M48 es manifesten en la tendència a la disgregació de la perifèria, i en la disminució de l’heterogeneïtat de magnituds absolutes. No obstant, el cúmul encara és perfectament distingible del seu entorn, i encara ho serà per un grapadet de centenars de milions d’anys.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: