Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier: M83, la Galàxia del Molinet Austral

Abandonem ara el Grup Galàctic de l’M81 per adreçar-nos al Grup Galàctic de Centaurus A/M83. Concretament, haurem de solcar l’espai entre l’M82 i l’M83, uns 21,2 milions d’anys-llum (6,5 megaparsecs; 2,0•1023 m). Anem en una línia força obliqua respecte del centre del Supercúmul Galàctic, al qual ens apropem en 4,6 milions d’anys-llum (fins a quedar-hi a 44,8 milions d’anys-llum). Respecte de la Via Làctia, ens hi allunyem en 3,2 milions d’anys-llum (hi quedem a 14,7 milions d’anys-llum). En termes tangencials, per l’observador que ens segueix des de la Terra, el nostre senyal es mou des de l’Óssa Grossa a la Serp d’Aigua, tot creuant els Gossos de Cacera, la Cabellera de Berenice i la Verge.

La descoberta i coneixement de l’M83

La primera referència coneguda a aquest objecte la trobem en el “Coelum australe stelliferum”, obra pòstuma de Nicolas Louis de Lacaille, editada per Jean-Dominic Maraldi en el 1763. Aquesta obra recull tota la sèrie d’observacions fetes per Lacaille en un estada en el Cap de Bona Esperança (1750-54). En l’entrada I.6 d’aquesta obra es refereix l’observació, el 23 de febrer del 1752, d’una “petita nebulosa, informe”, situada a unes coordenades d’ascensió recta de 13h23m16s i una declinació sud de 28º35’30’’.

L’M83 es troba entre els límits de les constel•lacions de la Serp d’Aigua i del Centaure.

Johann Elert Bode, a partir de Lacaille, inclou el mateix objecte en l’entrada 27 del seu catàleg, com una “petita nebulosa informe”. En les 34 plaques de coure publicades per Bode en el 1782, la constel•lació del Centaure apareix en la placa 29, en la qual la nebulosa citada apareix com a Centaure 16, descrita com a taca nebulosa i amb coordenades de 201º16’ d’ascensió recta i 28º45’ de declinació sud. Allargant la llista de nombres de Flamsteed, Bode denominarà aquest objecte també com a 185 Centauri.

Charles Messier, en el seu catàleg, com a norma general, registra únicament observats per ell mateix. Des del paral•lel de París, una latitud celeste de 28ºS, per bé que abastable, s’observa només en una petita franja de l’any i sempre massa a prop de l’horitzó. No és fins el 17 de febrer del 1781, que Messier anota la determinació de la natura i posició d’aquest objecte:

Nebulosa sense estel, prop del cap del Centaure: apareix com una lluïssor feble i uniforme, però és difícil de veure en el telescopi, ja que la més petita llum per il•luminar el fil del micròmetre la fa desaparèixer. Hom tan sols és capaç de veure-la si hi posa la màxima concentració. Forma un triangle amb dos estels de magnituds +6 i +7. A través dels estels i, k i h del cap del Centaure se’n determina una posició de 201º08’13’’ d’ascensió recta i de 28º42’27’’ de declinació sud.

Messier, doncs, afegeix l’objecte en l’ampliació del seu catàleg, en l’entrada 83, amb aquesta descripció i fent referència també a la prioritat de descoberta de Nicolas de la Caille.

Lacaille descrivia l’M83 com una petita nebulosa informe. En aquest dibuix de Rod Molise, l’M83 ens apareix com un cos poc diferenciat, ja que cal un augment superior per percebre el caràcter espiral d’aquesta nebulosa

William Herschel observà l’M83 el 15 de març del 1787. El descriu com un objecte “molt brillant, amb un nucli brillant i resoluble en el centre amb branques febles”. N’estima una longitud aparent de 5-6 minuts d’arc, amb una orientació SW-NE.

El 5 de maig del 1793, William Herschel fa una nova observació. El descriu com “molt brillant, amb un nucli sobtadament més brillant i amb una nebulositat molt extensa i molt feble”. L’objecte és descrit com a arrodonit, si bé hi detecta una banda més forta en direcció SO-NE. Quant a la natura de l’objecte, William Herschel s’inclina per classificar-lo “entre els estels nebulosos”.

Bode, Messier i Herschel observen l’M83 des de latituds mitjanes de l’hemisferi nord. Però els més ben situats són els astrònoms de latituds intertropicals i latituds australs. És el cas de James Dunlop, que l’observa en cinc ocasions el 1827, i l’incorpora en l’entrada 628 del seu catàleg:

Es correspon a l’objecte 185 Centauri (Bode), i es tracta d’una nebulosa rodona molt bella, amb un disc planetari o nucli extraordinàriament brillant i ben definit, de 7-8 segons d’arc de diàmetre, envoltat per una atmosfera lluminosa o cabellera, d’uns 6 minuts d’arc de diàmetre. La matèria nebulosa és una mica més brillant cap a la vora del disc planetari, però lleugerament. Puc veure diversos punts extremadament menuts o estels en la cabellera, però no els considera com indicatius d’un caràcter resoluble, per bé que no tinc cap dubte que és integrat per estels.”.

Des de l’Àfrica Austral, John Herschel també pren observacions de l’objecte, que emprarà per introduir-lo en l’entrada 3523 del catàleg del 1847:
– 5 de maig del 1834: “molt brillant, molt gran; sobtadament més brillant cap al centre amb un nucli que sembla un estel de magnitud +9, que té un diàmetre de 8 segons d’arc i és d’un caràcter resoluble com un cúmul globular; l’envolta una llum immensament gran, extremadament diluïda, d’uns 7-8 minuts d’arc, una mica ovalada, i que passa d’una manera destacadament sobtada cap a la llum central”.
– 6 de maig del 1834: “feble, molt gran, elongat; molt sobtadament molt més brillant cap al centre fins a un fort nucli”. Però aquesta observació es fa en condicions de nuvolositat.
– 8 de maig: En aquesta ocasió pot determinar amb major precisió les coordenades: ascensió recta de 13h27m26,1s i distància al pol nord de 119º00’18’’. El descriu com a “elongat, amb un angle de posició de 55,1º”. Hi fa una figura en la qual inclou dos estels de magnitud +10, associats segons ell a l’objecte.
– 30 de març del 1835: “molt gran; molt brillant; força elongada; molt sobtadament molt més brillant cap al centre fins a un nucli; el diàmetre és de 17,5 segons d’ascensió recta, és a dir de 3 minuts i 49 segons d’arc; hi ha un petit estel associat; l’angle de posició de l’estel amb el nucli és aproximadament de 80º.

A mitjà augment, com en el cas d’aquest dibuix de János Gábor Kernya, l’M83 destaca per un nucli molt brillant, envoltat d’uns tres braços.

William Lassell dibuixà l’M83, identificant-la ja com una “nebulosa espiral amb tres branques”.

En el Catàleg General, John Herschel col•loca l’M83 en l’entrada 3606. Recull la descripció feta el 8 de maig del 1834, complementada amb la figura adjuntada al catàleg del 1847. També recull la descripció de Lassell de l’M83 com a nebulosa espiral.

En l’edició del 1877 del Catàleg General, a càrrec de John Dreyer, hom recull nous dibuixos de Lassell, publicats a les Memoirs of the Royal Astronomical Society.

En el Nou Catàleg General, John Dreyer situa l’M83 en l’entrada 5236, tot reconeixent les catalogacions prèvies de Lacaille, Messier, Dunlop i Herschel.

Heber Curtis inclou l’M83 en el seu catàleg fotogràfic. La descriu com “una espiral brillant i inusualment bella, de 10×8 minuts d’arc”. També afegeix que “el nucli és d’uns 20 segons d’arc de diàmetre, i amb una exposició de 2 minuts es mostra com un disc feble amb un corrent o remolí perifèric brillant”. Descriu “un gran nombre de condensacions gairebé estel•lars en els remolins força obers d’aquest bell objecte”.

Vista des de la Terra, l’M83 ens apareix amb un angle de gairebé 90º respecte del pla galàctic

En els anys 1920 quedà definitivament demostrat que la Via Làctia no és més que una “nebulosa espiral” com les altres nebuloses espirals, en un univers format per galàxies. Alhora, les galàxies semblaven conformar grups. D’aquesta manera hom podia dir que Lacaille, en el 1752, havia estat el primer en observar una galàxia externa al nostre Grup Local. De fet, en el 1752, únicament s’havien registrat dos objectes, visibles a ull nu, que eren també galàxies, l’M31 i l’M33. També hom podia dir ara que l’M83 era la galàxia més austral de totes les que figuren en el catàleg de Messier.

Edwin Hubble, un de les figures més destacades en descriure l’univers com un univers de galàxies en expansió, també va elaborar esquemes de classificació galàctica. L’M83 és, evidentment, una galàxia espiral. Segons la classificació de Gérard de Vaucouleurs, del 1959, l’M83 seria una galàxia espiral intermèdia (SAB), és a dir a mig camí entre les galàxies espirals normals o bulbars, i les galàxies espirals barrades.

En aquesta imatge de l’M83 podem apreciar com el nucli central té una forma elongada. Segons si el bulb central és esferoïdal o el•lipsoïdal, parlem de galàxies espirals bulbars o galàxies espirals barrades, respectivament. Segons la classificació de Vaucouleurs, l’M83 seria una galàxia SAB(s)c, és a dir una galàxia espiral intermitja (ni barrada ni bulbar), sense anells i amb una separació mitjana-alta entre braços.

Hubble havia ofert unes dades bàsiques per a l’expansió de l’univers, d’altra banda predita ja pels teòrics que desenvolupaven la relativitat general. D’acord amb l’efecte Doppler, el desplaçament de línies espectrals, fa que hom pugui calcular la velocitat radial de l’M83 en 337 km•s-1 (en sentit d’allunyament). La velocitat relativa de les galàxies, naturalment, no depèn únicament de l’expansió de l’univers, ja que la matèria gravitatòria (fonamentalment, matèria fosca) contraresta aquesta expansió. De totes maneres, l’efecte atractiu que genera el Cúmul de Virgo és un component relativament menor quan se’l compara amb la pròpia expansió de l’univers.

En total, en l’M83 s’han registrat sis supernoves:
– 1923A, observada per C. O. Lampland en l’Observatori Lowell quan tenia una magnitud aparent de +14.
– 1945B. Aquesta supernova fou detectada en el 1990 per W. Liller, que estudiava fotografies preses l’estiu del 1945 en l’observadotir de Bloemfontein. Amb les fotografies, hom reconstruí l’evolució de la supernova entre el 13 de juliol i el 7 d’agost, i s’estimà la magnitud màxima en +14,2.
– 1950B. Fou descoberta per Guillermo Haro, des de l’Observatori de Tacubaya (Mèxic), i assolí una magnitud màxima de +14,5.
– 1957D. Fou descoberta per H. S. Gates el 13 de desembre del 1957, situada a uns 3 minuts d’arc en direcció NNE del nucli. Assolí una magnitud màxima de +15,0.
– 1968L. Fou descoberta per Jack C. Bennet, a Pretòria, mentre rastrejava el cel a la percaça de cometes. Se situava a uns 5 segons d’arc a l’O del nucli. Resultà una supernova de tipus I i assolí una magnitud de +11/+12.
– 1983N. Descoberta el 3 de juliol del 1983, assolí una magnitud màxima de +12,5.

Amb aquestes sis supernoves, l’M83 era la galàxia amb un rècord de supernoves registrades. Des de llavors, l’M61 ha igualat el registre de l’M83, mentre que l’NGC 6946 l’ha depassat.

El juny del 2008, hom reportà dades de l’M83 obtingudes amb el telescopi orbital d’ultraviolat GALEX. Les imatges posaven de manifest una major densitat estel•lar de l’esperada en la perifèria galàctica.

L’M83, de prop

Ens apropem a l’M83 des d’un angle oblic, de manera que no tenim la visió perpendicular que hom té de l’M83 vist des de la Terra. Ara bé, el nostre angle també ens permet de fer-nos una idea d’algunes característiques del disc galàctic.

Imatge de l’M83 del Telescopi Espacial Hubble. Els braços de l’M83 són esquitxats de blau i de vermell. Les regions blaves es corresponen a cúmuls oberts de joves estels, de pocs milions d’anys d’edat. Els nusos vermells es corresponen a nebuloses gasoses en les quals tot just comença el procés astrogènic. Les línies fosques que esquitxen la imatge es corresponen a nebuloses d’absorció

El nucli més intens de l’M83, remarcable quant a lluminositat, fa un diàmetre mitjà d’uns 1500 anys-llum. És integrat per una població envellida d’estels. Per contra, entre els braços espirals trobem una considerable activitat astrogènica, amb nebuloses rogenques i cúmuls oberts blavosos, a banda de torrents de nebuloses d’absorció.

Imatge d’infraroig de l’M83

El diàmetre del disc de l’M83 és d’uns 55.000 anys-llum. És, doncs, una galàxia força més petita que la nostra Via Làctia, que fa 100.000 anys-llum.

El Grup de Centaurus A/M83

L’M83 és el centre d’un petit subgrup de galàxies, entre les quals hi ha l’NGC 5253 i l’NGC 5264. El Subgrup de l’M83 connecta gravitatòriament amb un altre Subgrup proper, el format al voltant de la radiogalàxia Centaurus A (NGC 5128). Així es conforma l’anomenat Grup Centaurus A/M83, també conegut com a Grup de l’NGC 5128. La tercera galàxia més destacada del grup és l’NGC 5223. Els altres components del grup (NGC 4945, NGC 5102, NGC 5164, NGC 5408, ESO 381-20, ESO 324-24, ESO 444-84, ESO 325-11, ESO 383-87) són galàxies menors.

Mapa dels cúmuls galàctics situats en un radi de 20 milions d’anys-llum respecte de la Via Làctia. En el mapa s’indiquen les coordenades galàctiques de longitud. A efectes pràctics, podem representar els grups en una mapa bidimensional perquè la majoria de grups galàctics es disposen en el pla supergalàctic. El Grup de Centaurus A/M83 apareix ací a la part de dalt del mapa, sota la notació de Grup NGC 5128.

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