Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier: M70, un cúmul globular de 12.800 milers d’anys d’antiguitat

Normalment saltar entre cúmuls globulars implica fer viatges llargs, de desenes de milers d’anys-llum. No és el cas, però, de saltar entre l’M69 i l’M70. Pels atzars orbitals, en els nostres dies (els dies de fa 29.000 anys per a l’M69 i l’M70) les trajectòries perigalàctiques de l’M69 i l’M70 es creuaren. Són dos cúmuls globulars similars, si bé l’M69 és més vell (però de metal•licitat més elevada) que l’M70. Com que el nostre viatge taquiònic és un també un viatge al futur (altrament no podríem fer lliuraments setmanals per a “Des de la Mediterrània”), ens hem atansat a l’M69 i l’M70 tal com els veureu “vosaltres” des de la Terra d’ací a 29.000 anys. Però 29.000 anys per a aquesta mena d’objectes no són més que 2 milionèsimes del període sencer d’existència, i no pas més que unes poques deu-mil•lèsimes del seu període orbital. Fos com fos, en el nostre “ara”, per anar de l’M69 a l’M70 hem de fer un salt de tan sols 1350 anys-llum (414 parsecs; 1,28•1019 m). La proximitat entre els dos cúmuls globals fa també fàcil la navegació. Des de l’M69, l’M70 se’ns presenta amb una magnitud aparent de +2,4 i amb un diàmetre aparent de 3º, de forma que gairebé podem veure a ull nu el caràcter estel•lar de l’objecte. I des de l’M70, l’M69 ens apareix encara més gros i amb una magnitud aparent superior (+1,6). El bulb central de la Via Làctia domina, però, el cel, vist des d’un angle de 70º (a 20º de la perpendicularitat). En passar de l’M69 a l’M70 ens hem allunyat un xic respecte del centre (uns 900 anys-llum, per quedar-hi a 6.700 anys-llum) i del pla galàctic (uns 900 anys-llum, per quedar-hi a 6.300 anys-llum). Des del vostre punt de mira, el nostre senyal (igualment taquiònic) no ha fet més que un tímid salt en el mateix camp telescòpic de la constel•lació del Sagitari, mentre que el component radial es limita a un apropament relatiu de 400 anys-llum.

La descoberta de l’M70

La setmana passada ja vam veure que la descoberta de l’M69 i de l’M70 la va fer Charles Messier el 31 d’agost del 1780 mentre cercava un objecte descrit anys abans per Lacaille. Messier assumí, erròniament, que un dels dos objectes, el més brillant, l’M69, era l’objecte descrit per Lacaille.

En el apèndix del volum per al 1783 de “Connoissance des Temps” (imprès el 1780) trobem la referència a aquesta descoberta:

“El 31 d’agost del 1780, el senyor Messier ha redescobert dues nebuloses situades per sota del braç esquerre i prop de l’arc del Sagitari, totes dues en el mateix paral•lel. La posició de la segona és de 277º13’16’’ d’ascensió recta i 32º31’07’’ de declinació sud.

La inclusió en el catàleg no es produiria fins a la següent edició de “Connoissance des Temps”, amb la següent descripció:

Nebulosa sense estel, prop de l’anterior [l’M69], i en el mateix paral•lel. A prop hi ha un estel de magnitud +9 i quatre petits estels telescòpics, gairebé en la mateixa línia recta, molt a prop els uns dels altres, i se situen per damunt de la nebulosa, com es veuria en un telescopi inversor. La posició es determinà a partir d’Èpsilon Sagittarii. El diàmetre aparent és de 2 minuts d’arc.”.

Imatge de F. Espenak que ens mostra la densitat de camp de l’entorn de l’M70. No debades, des de la Terra, l’M70 l’observem filtrat a través d’una densa porció del disc galàctic.

El 13 de juliol del 1784, William Herschel observa l’objecte 70 del catàleg de Messier. El descriu com a “extremadament ric, considerablement brillant, força gran i irregularment rodó”. També afirma que s’hi percep una lluminositat vermella molt feble. Implícitament doncs, Herschel aclareix que la nebulosa descrita per Messier és un cúmul estel•lar. De fet, Herschel el compara amb l’M3 i diu que es tractaria d’un objecte anàleg “en miniatura” (bé per més petit o per més allunyat).

James Dunlop, que treballa a Austràlia quatre dècades més tard, amb més facilitats per observar la constel•lació del Sagitari allunyada de l’horitzó, no és capaç de veure el caràcter estel•lar de l’objecte. Així, l’introdueix en el seu catàleg en l’entrada 614 com una “nebulosa rodona molt brillant, de 1,5 minuts d’arc de diàmetre, molt condensada cap al centre”. A partir de 5 observacions, Dunlop assenyala com a coordenades de l’objecte una ascensió recta de 18h33m24s i una distància al pol sud de 57º34’.

Dunlop no sembla haver conegut les descripcions de Messier i de William Herschel. El fill de William Herschel, John Herschel, però, confecciona el seu catàleg del 1847 a partir de les aportacions de diversos autors, inclòs el propi Dunlop. En aquest catàleg, l’M70 apareix en l’entrada 3756. S’indiquen tres observacions fetes pel mateix John Herschel durant la seva estada a terres sud-africanes:
– l’1 d’agost del 1834 indica unes coordenades d’ascensió recta de 18h32m5,7s i una distància al pol nord de 122º26’46’’, i descriu l’objecte com “un cúmul globular, brillant, rodó, gradualment molt més brillant cap al centre”. Avalua el diàmetre en 1,75 minuts d’arc i la magnitud dels seus estels en un interval de +14 a +17.
– el 3 d’agost del 1834, assenyala que la magnitud aparent dels estels seria de +15.
– el 15 d’agost del 1834 anota com a coordenades una ascensió recta de 18h32m8,8s i una distància al pol nord de 122º26’54’’.

Aquestes mateixes observacions seran la base per al Catàleg General, en el qual l’M70 apareix en l’entrada 4428. Com a coordenades indica una ascensió recta de 18h34m4,9s i una distància al pol nord de 122º25’12,6’’. La latitud de l’M70, com la de l’M69, fou matèria de preocupació per a Herschel, ja que hi havia una discrepància d’1 grau de latitud entre les seves anotacions i les de Giuseppe Piazzi. Herschel arribà a la conclusió que fou Piazzi qui cometé un error de càlcul o de transcripció.

En el Nou Catàleg General, de John Dreyer, l’M70 apareix sota l’entrada 6681.

Heber Curtis, en el seu catàleg fotogràfic, descriu l’M70 com un cúmul condensant i brillant, d’uns 2 minuts d’arc de diàmetre, i ja l’adscriu sens dubte en la categoria de cúmul globular.

Imatges fotogràfiques posteriors refinaran aquesta descripció. Per exemple, en la classificació de Shapley-Sawyer, l’M70 és inclòs en la classe V, que es troba mig camí entre els cúmuls globulars centralitzats i els laxes (però amb una lleugera tendència cap als primers). Pel que fa al diàmetre aparent, tant Messier com Curtis es referien, en parlar de 2 minuts d’arc, al nucli del cúmul globular. Si atenem a la perifèria del cúmul, el diàmetre aparent el podem estimar en 8 minuts d’arc.

El coneixement de l’M70 ha estat limitat pel fet que únicament s’hi ha descobert dos estels variables, a partir dels quals fer comparacions amb altres cúmuls globulars.

L’M70 com qualsevol altre dels objectes del catàleg de Messier rep l’atenció dels astrònoms aficionats. Aquest era el cas la nit del 23 de juliol del 1995. Un grup d’amics observava cúmuls estel•lars i galàxies amb l’ajut de telescopis i de mapes prop d’Stanfield, Arizona. Un d’ells, Thomas Bopp observava l’M70 quan va veure-hi al costat un objecte de magnitud +10,5 que no era en el mapa. Bopp optà per trametre una alerta al Central Bureau for Astronomical Telegrams. Quan arribà el telegrama de Bopp, ja havien arribat tres correus electrònics per part d’Alan Hale. Hale, aquella mateixa nit, quan feia un dels rastrejos a la recerca de cometes, havia vist el mateix objecte. Com Bopp, Hale s’havia preocupat per mirar en els catàlegs si prop de l’M70 hi havia qualsevol objecte nebulós fix. No era el cas. Al matí, Brian Marsden, des del Central Bureau, confirmà que es tracta d’una cometa nou. Va rebre la denominació provisional de C/1995 O1. El cometa Hale-Bopp es trobava llavors a 7,2 unitats astronòmiques del Sol, entre Júpiter i Saturn. El maig del 1996 ja havia esdevingut visible a ull nu i ho seria encara durant any i mig, superant en durada la visibilitat del Gran Cometa del 1811. Just per això serveixen els catàlegs de Messier o de Dreyer, per distingir objectes fixos de possibles cometes.

Imatge de juliol del 1995, en la qual observem l’M70 (a la dreta) amb el cometa Hale-Bopp (l’objecte nebulós a l’esquerra de la imatge).

L’M70 de prop

L’M70 observat pel Telescopi Hubble. La imatge, que fa uns 3,3 minuts d’arc d’amplada (=25,5 anys-llum), engloba íntegrament el dens nucli central

El diàmetre global de l’M70 és de 68 anys-llum, encara que la majoria dels estels es concentren en un nucli més petit, d’un diàmetre de poc més de 15 anys-llum. El petit nucli indica que l’M70 ha patit un col•lapse gravitatori. Hom calcula que 1 de cada 5 o 6 cúmuls globular ha patit aquest procés, que ja vam veure en el cas de l’M15, de l’M30 o de l’M62. El col•lapse gravitatori comporta un augment de les interaccions i col•lisions entre els estels individuals del nucli.

L’M70 es troba ara en la part “baixa” de la seva òrbita circa-galàctica. De fet, actualment, tendeix a allunyar-se respecte del nucli galàctic en un lent viatge cap a la perifèria de l’halo galàctic austral.

Tagged with: ,
Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: