Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier: M79, un cúmul globular capturat des de la Galàxia Nana de Canis Major

Haurem de saltar ara a l’halo galàctic, car el nostre destí és un cúmul globular de l’hemisferi sud de la Via Làctia. Des de l’M78, en el Complex d’Orió, a l’M79 hi ha un viatge de 40.000 anys-llum (3,8•1020 m; 12 kiloparsecs). La nostra trajectòria adopta un angle de 30º respecte del Pla Galàctic, per tal d’atansar un M79 que es troba a 20.000 anys-llum del pla de la Via Làctia. Des de l’M79 la distància al centre galàctic és de 61.000 anys-llum (hem augmentat la distància en 33.000 anys-llum respecte de la que teníem al Complex d’Orió). Respecte del nostre Sistema Solar ha estat una trajectòria pràcticament radial de distanciament (ara som a 41.000 anys-llum de la Terra) mentre que el component tangencial consisteix en un desplaçament des de la constel•lació de n’Orió a la veïna austral de la Llebre.

Descoberta i coneixement de l’M79

La primera referència a aquest objecte d’aparença nebulosa és de Pierre Méchain i data del 26 d’octubre del 1780. Méchain situà l’objecte en unes coordenades de 78º47’10’’ d’ascensió recta i de 24º44’46’’ de declinació sud. Méchain comunicà la descoberta a Messier, que en va fer una observació el 17 de desembre, amb el següent comentari:

Nebulosa sense estel, situada per sota de la Llebre, i en el mateix paral•lel que un estel de magnitud +6. És una nebulosa bell, amb un centre brillant, i una nebulositat un poc difusa. A partir de l’estel Èpsilon Leporis, estel de magnitud +4, se’n determinà com a posició una ascensió recta de 78º49’02’’ i una declinació sud de 24º42’57’’.

La constel•lació de la Llebre posseeix estels relativament modestos, en comparació amb les veïnes d’Orió o del Gos Gros, però tot i així és una de les constel•lacions més pregones del nostre cel, precisament per aquesta localització. L’M79 se situa en el sector austral d’aquesta constel•lació

Arran de la descripció de Messier, aquesta “nebulosa sense estel” va fer cap al catàleg de “nebuloses i cúmuls estel•lars” en l’entrada 79.

En el 1783, amb el telescopi de 7 peus, William Herschel observa l’objecte. Amb un augment de x57 el descriu com a “nebulós”, però amb un de x86, diu que “hi ha forts indicis de consistir en estels”.

Dibuix de l’M79 per Jeremy Perez. En aquesta imatge té aspecte de nebulosa motejada, sense que s’arribin a poder resoldre els estels que l’integren

En el 1784, amb el telescopi de 20 peus, William Herschel ja pot confirmar que es tracta “d’un bell cúmul d’estels, de gairebé 3 minuts d’arc de diàmetre”. En el 1799, amb el telescopi de 10 peus, assenyala que fins i tot amb un augment de x300 els estels de l’M79 s’observen amb dificultat.

El 13 de gener del 1806, William Herschel enfoca l’M79 amb el telescopi gran de 10 peus. Herschel és conscient de les limitacions d’aquest telescopi per fer mesures precises, degut a la susceptibilitat a canvis de temperatura i a la corrosió dels components metàl•lics. Ara bé, el telescopi és de fàcil maneig, de forma que se’l pot reorientar en pocs minuts, la qual cosa el fa atractiu per a les nits (la majoria, a Anglaterra) solcades per núvols. Amb aquest telescopi, l’M79 apareix com “un cúmul globular, amb els estels extremadament comprimits en el centre”. Amb augments de x171 (corresponent a un camp de 9 minuts d’arc) i x220 (amb un camp de 8 minuts d’arc), estima el diàmetre en 2,8 minuts d’arc. Ara bé, en el mes de gener londinenc, la Llebre, fins i tot quan passa el meridià poc abans de la mitjanit, es troba ben baixa respecte de l’horitzó, de manera que Herschel adverteix que el diàmetre total podria ser superior en costar-li més de percebre “els petits estels escampats” de la corona perifèrica. A partir d’aquestes observacions determinà una profunditat de l’ordre de 344 (és a dir, una distància 344 vegades superior a la dels estels típics de magnitud +1).

William Henry Smyth, en el seu catàleg de Bedford, dedica l’entrada 203 a l’M79. Observat pels volts de desembre del 1835, el descriu així:

Brillant nebulosa estel•lar, d’un tint blanc lletós, sota els peus de la Llebre, la vora oriental del disc de la qual just precedeix una línia formada per dos estels disposats en vertical, mentre que la segueix gairebé en el paral•lel un estel de magnitud +9. La localitat aparent mitjana (ascensió recta de 5h17m50s i declinació sud de 24º39’54’’) s’obté amb la diferenciació de Xi Leporis, que és un bell estel blanc, amb un company vermell de magnitud +7 en quadrant NO. Una línia imaginària traçada des de Betelgeuse [Alfa Orionis] a través d’Alfa Leporis per damunt de Beta Leporis, toparà amb aquest objecte a uns 4º al SO de Beta.

John Herschel no va introduir l’M79 en els seus catàlegs anteriors, ni en l’elaborat a Anglaterra en el 1833 ni en l’elaborat a Sud-àfrica en la dècada següent. En el Catàleg General, però, sí recull les quatre observacions fetes pel seu pare, dins de l’entrada 1112. Amb unes coordenades d’ascensió recta de 5h18m25,6s i de distància al pol nord de 114º39’39,5’’, el descriu com un “cúmul globular, força gran, extremadament ric, extremadament comprimit i ben resolt”.

John Dreyer manté la mateixa descripció en el Nou Catàleg General, dins de l’entrada 1904.

En el 2003, Martin et al. postularen que l’M79, juntament amb tres altres cúmuls globulars, l’NGC 1851, l’NGC 2298 i l’NGC 2808, serien objectes originàriament integrants del que ells descrivien com la Galàxia Nana de Canis Major.

Gràfic dels estels de l’M79 segons l’emissió en la banda J (eix y, la banda J és la banda d’infraroig de longituds d’ona de 1,1-1,4 micròmetres) i la substracció de la banda K de la banda J (J-K, eix x, la banda K és la banda d’infraroig de 2,0-2,4 micròmetres). La branca elongada en la qual se situen la majoria de punts es correspon a la branca d’estels gegants vermells. Els punts que trobem en la part esquerra alta del gràfic són probablement estels interposats.

En el 2005, López-Corredoira et al. analitzaven la natura de la “sobredensitat” de la constel•lació del Gos Gros, i consideraven que no hi havia motiu per considerar-la un romanent galàctic. Des de llavors ha continuat la controvèrsia sobre la natura veritable d’aquesta “sobredensitat”.

L’M79 en xifres

L’M79 és un cúmul globular amb una certa el•lipticitat. Vist des de la Terra l’eix major s’orienta amb un angle de posició de 45º respecte el pol nord celeste. La zona més densa té un diàmetre aparent de 3 minuts d’arc, però comptant-hi la perifèria d’estels més desagregats el diàmetre global és de 9,6 minuts d’arc. En l’escala d’1-12 de més a menys concentració, de Shapley-Sawyer, l’M79 pertany a la categoria 5.

La densitat de cúmuls globulars en l’halo creix a mesura que ens apropem al centre galàctic. És poc habitual trobar cúmuls globulars a una distància tan gran del centre galàctic (61.000 anys-llum) i, a més, situats sobre una vertical relativament perifèrica del pla galàctic. En l’actualitat l’M79 té una trajectòria d’allunyament respecte del centre galàctic, amb una velocitat de 200 km•s-1. Pot semblar una velocitat molt ràpida, però l’espai de l’halo galàctic és insondable, i l’M79 creua 1 any-llum de distància cada 1500 anys.

El diàmetre exterior de l’M79 fa 118 anys-llum, mentre el nucli més dens se situa en un radi de 15 anys-llum.

La majoria dels estels de l’M79 són vells gegants vermells, en la fase final i prolongada de la seva etapa com a estels de fusió. També hi ha estels que encara es troben en la seqüència principal, corresponents als estels de menor massa inicial (i evolució estel•lar més lenta). Un tercer grup d’estels, els de la “branca horitzontal” són els que tot just han superat la fase de gegant vermell i inicien un procés de col•lapse que els conduirà a esdevindré nans blancs.

La Galàxia Nana de Canis Major

Esquema de l’absorció de la Galàxia Nana de Canis Major (vermell) per la Via Làctia (blau)

L’M79 és, estrictament parlant, un cúmul globular en transició galàctica. Amb una edat mitjana dels estels de 11.700 milions d’anys, originàriament era un dels cúmuls globulars de la Galàxia Nana de Canis Major. Aquesta galàxia esferoïdal entrà eventualment en òrbita coplanar respecte de la Via Làctia. L’M79, juntament amb l’NGC 1851, l’NGC 2298 i l’NGC 2808, passen doncs de l’halo d’una galàxia nana en descomposició a integrar-se en la família de cúmuls globulars de la Via Làctia.

La Galàxia Nana de Canis Major, com moltes altres petites galàxies, ha contribuït al creixement del disc de la Via Làctia. L’M79 és un dels seus llegats.

Tagged with:
Arxivat a Ciència i Tecnologia