Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier: M50, un cúmul estel·lar obert amb forma de cor

Som-hi doncs, que no ha estat res. La setmana passada viatjàvem al cor del Subcúmul de Virgo B i ara hem de desfer el camí per tornar a la Via Làctia. En conseqüència tornem a fer els 55.900.000 anys-llum de recorregut, més o menys. Ens tornem a moure pràcticament en el pla supergalàctic, és a dir en el pla determinat per la màxima densitat de galàxies dins del Supercúmul de Virgo (o Supercúmul Local). Ara, però, la sensació que tenim és de viatjar a la perifèria, i deixem l’alta riquesa de material galàctic i intergalàctic del Cúmul de Virgo per aterrar en el nostre Grup Local, pobre en galàxies i força despullat en estels intergalàctics. Finalment, ja comencem a distingir bé la nostra galàxia. La veiem des de la seva cara nord, amb una orientació de 70º, òptima per distingir-ne la barra central i els braços espirals perifèrics. No és la primera vegada en el nostre viatge que observem la Via Làctia des de fora, però se’ns fa tan estrany com la primera vegada, ja que abans d’aquests viatges intergalàctics ens l’imaginàvem més elegant. El nostre mateix Braç d’Orió des d’aquesta perspectiva, no és més que un esquitx entre els dos braços principals, el Braç exterior de Perseu, i el Braç de Sagitari. Més a dins de Sagitari, hi ha els braços de Scutum-Crux i de Norma. El nostre destí és el “Braç” d’Orió, en un sector no gaire allunyat del nostre Sistema Solar. Entrem en el pla galàctic i ens hi endinsem. Allà és el nostre destí particular, l’M50, un cúmul estel•lar obert. Des de la Terra, aquest cúmul obert té una lleugera forma de cor. Des de la nostra perspectiva, aquesta forma no la sabem veure. Ara mateix, en entrar a l’M50, som a una distància de 29.500 anys-llum del centre de la Via Làctia, i a uns 3.200 anys-llum del Sistema Solar. Aquesta etapa èpica del nostre viatge no sembla gaire considerable si hom la veu a través del concepte de l’esfera celeste. En efecte, tot just hem creuat les constel•lacions del Lleó, del Sextant, de la Hidra i part de l’Unicorn, cinc hores i dos quarts d’ascensió recta.

L’M50, fotografiat per Ole Nielsen

La descoberta i el coneixement de l’M50

L’M50 té una magnitud aparent de +5,9. Fins i tot, en les condicions atmosfèriques que el fan visible a ull nu, no és probable que ningú el distingeixi amb seguretat ni, molt menys, que en percebi el caràcter boirinós típic del cúmuls estel•lars. No apareix, doncs, en els catàlegs de l’era pre-telescòpica, ni tampoc hi ha referències en el segle XVII.

Jean-Dominique Cassini, en el 1711, quan ja tenia 86 anys, deixa escrita la presència d’un “estel nebulós” entre el Gos Gros i el Gos Xic, és a dir entre les constel•lacions que contenen, respectivament, els estels de Sírius i de Proció. Cassini, que traspassà l’any següent, no en dóna gaire més detall. La mateixa expressió de Cassini indica que, seguint l’astrografia clàssica, considera les dues constel•lacions com juxtaposades. Aquesta mateixa regió del cel forma part avui de la constel•lació de l’Unicorn, la qual ja era referida en el globus celeste de Petrus Plancius del 1613, però que potser respon a una tradició astronòmica més antiga, probablement persa.

La constel•lació de l’Unicorn no apareix en l’astrografia antiga. En un cert moment, entre els segles XIII i XVI, hom va introduir una constel•lació per cobrir l’espai entre els estels més brillants de les constel•lacions del Gos Gros (Sírius), del Gos Xic (Proció) i Orió (Betelgeuse). Cassini, mort el 1712, no obstant, no utilitza aquesta constel•lació, mentre que Messier, vers el 1771, sí la considera.

La identificació de l’estel nebulós indicat per Cassini amb l’M50 no és segura. Els papers originaris de Cassini s’han perdut. De fet, únicament ens queda el testimoni del seu fill, Jacques Cassini, que en parla en “Elements d’astronomia”, llibre publicat en 1740.

Mapa de les constel•lacions d’Orió, l’Unicorn i el Gos Gros, en el qual s’indiquen els cúmuls estel•lars i nebuloses com a rodones taronges. Els cercles marquen també el pla de la Via Làctia. Observem com la identificació que Johann Elert Bode de l’estel nebulós cassinià no és fàcil d’acceptar com a única possibilitat.

Messier no sembla haver conegut aquesta referència de Cassini o, si la coneixia, no sembla haver-la considerat per la manca de precisió. Així, cal considerar Messier com un descobridor independent de l’objecte i, si hom descarta la referència de Cassini, com el primer descobridor.

Messier, com hem dit en altres ocasions, era sobretot un “caçador de cometes”. El mes de març del 1772 n’havia caçat un. No en va poder reclamar la descoberta de manera completa ja que, de forma independent, el dia 8 d’aquell mes, l’havia reportat Jacques Leibax Montaigne. Messier seguí la trajectòria del cometa, fonamental per calcular-ne l’òrbita. És en aquesta tasca que, el 5 d’abril, mentre observa el cometa, topa amb un cúmul estel•lar obert que no apareixia en el seu propi catàleg.

Vaig determinar, aquell vespre, la posició d’un cúmul de petits estels situats entre l’estel Theta Canis Majoris (l’orella del Gos Gros) i el llom de l’Unicorn, prop d’un estel de magnitud +7.

Per determinar la posició del cúmul estel•lar obert, es fixa en un estel telescòpic, descobert el 3 d’abril, i que ja havia fet servir per calcular la posició del cometa. Alhora, Messier empra també l’estel de magnitud +7 descrit conjuntament amb un cúmul obert. D’això en dedueix una ascensió recta de 102º57’28’’ i una declinació sud de 7º57’42’’.

El cúmul apareix indicat en la Carta del Cometa del 1772, en l’any corresponent de les Memòries de l’Acadèmia Francesa de Ciències. Torna a aparèixer referit en un article del volum de les Memòries del 1777 també dedicat a aquest cometa. Quant a l’òrbita cometària, Jerôme Lalande havia fet un intent de càlcul en el 1774. Però l’òrbita calculada no s’ajustava a la real, i d’aquesta manera hom no va poder “recuperar” el cometa en alguna de les visites posteriors. De fet, en la visita del 1805, Jan-Luis Pons va detectar el mateix cometa, però sense reconèixe’l com el mateix objecte. En el 1806, Carl Fiedrich Gauss va contemplar la possibilitat que el cometa de Pons del 1805 fos el de Montaigne-Messier del 1772, però sense arribar a demostrar-ho fefaentment. Heinrich Olbers era de la mateixa opinió que Gauss, mentre que Friedrich Bessel proposava una òrbita diferent per al cometa del 1772. El 27 de febrer del 1826, l’objecte fou observat per Wilhem von Biela que, ara sí, va poder calcular-ne l’òrbita, obtenint-ne un període de 6,6 anys. Retroactivament, Biela indicava que els cometes del 1772 i del 1805 eren el “seu” cometa. D’acord amb la predicció de Biela, el cometa hauria de tornar el setembre del 1832 i, efectivament, el dia 24 d’aquell mes, John Herschel el va observar. El retorn del “cometa Biela” va arribar fins i tot a la premsa sensacionalista, ja que hom va predir una aproximació “perillosa” per al 29 d’octubre, si bé Francesc Aragó va sortir al pas dels rumors per indicar que no hi havia res a tèmer. El “cometa Biela” era el tercer cometa del qual es calculava i comprovava el període, just després del cometa Halley i del cometa Encke. La història del cometa Biela, però, no acaba gaire bé. En el retorn del novembre del 1845 apareix ja escindit en dos fragments, que tornaren a ésser vistos en 1852, però no ja en 1859. El 27 de novembre del 1872, hom observà una pluja de meteors (fins a 3000 per hora), que es relacionà amb fragments encara més petits del cometa ja desaparegut. Aquesta pluja de meteors, encara potent en el que restà del segle XIX, s’anà esvaint al llarg del segle XX.

Però tornem al nostre cúmul estel•lar, catalogat en l’entrada 50 del catàleg de Messier, i així consignat en la segona edició del catàleg.

Abans de l’aparició de l’ampliació del catàleg de Messier, el 2 de desembre del 1774, Johann Elert Bode, que sí coneixia la referència abans citada de Cassini, resseguia la regió situada entre els dos Gossos per tal de trobar-hi “l’estel nebulós”:

Volia trobar l’estel nebulós que es diu que el senyor Cassini havia vist entre el Gos Gros i el Xic, i del qual no podia trobar enlloc cap descripció més precisa de posició. Eventualment, vaig trobar en aquesta àrea, al nord dels estels Theta, Mu i Gamma del cap del Gos Gros, o per sota del ventre de l’Unicorn, un petit cúmul damunt d’un fons nebulós. La separació respecte de Theta Canis Maioris és de 4º10’ i de Gamma Canis Maioris de 7º29’, segons les meves mesures. Suposo que aquest podria ésser l’estel nebulós cassinià.

En el seu catàleg, Bode inclou aquest objecte (“un cúmul estel•lar en una nebulosa”) en l’entrada 16.

William Herschel, el 4 de març del 1785, observa l’objecte i indica que és “un cúmul molt brillant d’estels grans, considerablement comprimit i ric, i de més de 20 minuts d’arc de diàmetre, amb estels de diverses mides”.

John Herschel introdueix el cúmul en l’entrada 425 del se catàleg del 1833, d’acord amb quatre observacions:
– el 13 de febrer del 1826: calcula una ascensió recta de 6h54m42,2s i una distància al pol nord de 98º05’19’’, i anota que és un cúmul ric, comprimit, que omple el camp del telescopi, amb estels de magnitud de +10 a +15.
– el 13 de març del 1828: calcula una ascensió recta de 6h54m45,5s i una distància al pol nord de 98º06’55’’, i anota que és un cúmul gran, força radial, d’un diàmetre de 10-12 minuts d’arc, amb estels de magnitud +11 a +15.
– el 14 de març del 1828, assenyala com a estel principal, un estel vermell de magnitud +8,9.
– el 8 de gener del 1831, el defineix com un cúmul superb, irregularment rodó, i sense compressió central, alhora que amb un diàmetre perifèric superior a 30 minuts d’arc.

L’M50, retratat per Jeremy Perez

En el catàleg de William Henry Smyth l’objecte apareix inclòs en la constel•lació de l’Unicorn, en l’entrada 274, d’acord amb observacions fetes l’abril del 1833. L’entrada del catàleg es correspon a un estel doble del cúmul, del qual calcula una posició de 170º i una distància entre els dos components de 5 segons d’arc. Això en diu:

Un estel doble delicat i estret en un cúmul de la Via Làctia, en l’espatlla dreta de l’Unicorn. Els dos estels, l’A de magnitud +8 i el B de magnitud +13, són d’un blanc pàlid. El cúmul és irregularment rodó i d’una massa ben rica, i que amb els estels perifèrics supera el camp del telescopi. L’integren estels de magnitud +8 a +16, i hi ha certs punts d’esplendor que indiquen masses diminutes que van més enllà de la potència del meu telescopi. Els punts més destacats són 1) un estel vermell vers el límit austral i 2) un petit triangle equilàter d’estels de magnitud +10 que queda al nord de l’estel vermell. L’estel doble esmentat es considerat un estel triple per John Herschel, si bé no puc confirmar aquesta observació. El cúmul es troba a uns 9º NNE de Sírius, i a més d’un terç de la distància entre aquest estel i Proció.

En el Catàleg General de John Herschel, l’M50 és consignat en l’entrada 1483, sota les coordenades (època 1860) d’ascensió recta de 6h56m12,5s i distància al pol nord de 98º08’46,5’’. Se l’esmenta com un “cúmul remarcable, molt gran, ric, força comprimit, estès, amb estels de magnituds +12 a +16.

El mateix comentari, amb un arrodoniment de coordenades, el trobem en el Nou Catàleg General de John Dreyer, en el qual l’M50 apareix com a NGC 2323.

En el 1893, Isaac Roberts fotografia l’M50. Comptatges d’aquestes fotos, fan estimar en 200 els estels del cos principal. Autors com Mallas i Kreimer, indiquen la figura en forma de cor del conjunt.

L’M50 en xifres

El diàmetre mitjà de l’M50 és d’uns 20 anys-llum, encara que la major part dels estels es concentren en la regió central (d’uns 10 anys-llum de diàmetre). El cúmul és el resultat d’un núvol astrogènic actiu fa uns 78 milions d’anys. Aquesta és, de fet, l’edat mitjana dels estels del cúmul.

Els estels de l’M50 són molt diferents, ja que parteixen de masses inicials distintes. Alguns dels estels, els menys massius, encara no han entrat en la seqüència principal. Per contra, els més massius ja han iniciat l’etapa degenerada. Ara mateix, l’estel més brillant, de tipus espectral B8, és d’una magnitud absoluta de -1,0.

La majoria d’estels són blaus o blancs, però ací i allà destaquen diversos gegants vermells i grocs. A uns 7 anys-llum del centre, cap al sud, hi ha un estel gegant de tipus espectral M. Les diferències de color reflecteixen diferències en la temperatura de la fotosfera, i són condicionades també per diferències en la composició elemental de cada astre.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: