Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier: M88, una galàxia espiral en l’òrbita del centre del Cúmul de Virgo

Després de visitar tantes galàxies lenticulars, el•líptiques i esferoïdals, és bo de trobar-nos en el camí amb una galàxia espiral, d’aspecte gràcil. La dinàmica del Cúmul de Virgo empeny les galàxies espirals a ésser absorbides per galàxies el•líptiques gegants, elles mateixes resultat d’una agregació galàctica. Però la població d’espirals del Cúmul de Virgo és encara notable. Per anar de l’M87, una galàxia esferoïdal gegant, la més grossa del Supecúmul Local, a la gràcil espiral M88 tan sols haurem de recórrer 1,9 milions d’anys-llum (0,6 megaparsecs; 1,8•1022 m). Des de l’M87, l’M88 és un objecte de magnitud aparent de +3, i de diàmetre aparent mitjà de 2º. En arribar a l’M88, l’M87 ens apareix com un objecte de magnitud global de +2 i amb un diàmetre mínim de 7º (amb un nucli més intens d’1º de diàmetre aparent). Aquest desplaçament cap a l’M88 ens allunya del centre de masses del Cúmul en 1 milió d’anys-llum (per situar-nos a uns 2 milions d’anys-llum del centre). Des del punt de mira dels nostres observadors de la Terra, el nostre senyal gairebé no es mou des del component radial (que resta a gairebé 54 milions d’anys-llum de la Terra), mentre que des del punt de mira tangencial, ens desplacem cap al nord tot creuant la ratlla que separa les constel•lacions de la Verge i de la Cabellera de Berenice.

La descoberta i coneixement de l’M88

Imatge del centre del Cúmul de Virgo tal com se’l veu des de la Terra. Cada costat d’aquesta secció equival a 4º de longitud angular. En el centre de la imatge apareix, en solitari, l’M87. A la dreta destaquen les galàxies M84 i M86. A l’esquerra hi ha les galàxies M58, M89 i M90. En la part de dalt hi ha l’M88 i l’M91. Messier comentà la similitud de lluminositat de l’M58 i de l’M88. No debades, les dues són galàxies espirals, força grans, i situades a una distància similar

L’M88 pertany al grup d’objectes que Charles Messier va descobrir i catalogar a partir d’observacions fetes la nit del 18 de març del 1781. En la catalogació posterior, comenta aquest objecte:

Nebulosa sense estel, en la Verge, entre dos estels petits i un estel de magnitud +6, que apareix en el mateix camp del telescopi que la nebulosa. La lluminositat és una de les més febles, i recorda la reportada en la mateixa constel•lació de Virgo en l’entrada 58 d’aquest catàleg [l’M58, descoberta el 15 d’abril del 1779]. Ascensió recta de 185º15’49’’ i declinació de 15º37’51’’”.

William Herschel observà l’objecte el 8 d’abril del 1784. La descrigué com una nebulosa “brillant, força gran, rodona, i amb una nebulosa petita que la segueix”. En aquells dies, la lluna tot just havia entrat en la fase minvant, i apareixia en el cel poc abans de la mitjanit. La llum de la Lluna, situada a la constel•lació de les Balances, feia inconvenient l’observació d’objectes nebulosos a la constel•lació de la Verge. El mateix Herschel reconeix que “la llum de la lluna és tan forta que gairebé em passa desapercebuda la nebulosa petita que segueix l’M88”. Herschel catalogà aquesta nebulosa menor com a II.118, i descrigué la posició tant de la II.118 com de l’M88 a partir de l’estel 6 Comae.

El 14 de gener del 1787, Herschel fa una nova observació de l’M88 (“molt brillant, molt gran, estesa) però no fa cap comentari de la II.118.

Dibuix de l’M88 de Jeremy Perez

John Herschel anota l’M88 en el seu catàleg del 1833, en l’entrada 1312, però no dedica cap entrada a la II.118. Les observacions que hi refereix són les següents:
– 1 d’abril del 1826: ascensió recta de 12h32m24,0s i distància al pol nord de 74º38’50’’. “Molt brillant, molt gran, estesa. Vista a través de núvols”.
– 3 d’abril del 1826: “brillant; gran; estesa; més brillant cap al centre fins a fer un nucli; angle de posició de 140º; té un estel just en l’extrem SE”.
– 21 d’abril del 1832: ascensió recta de 12h23m24,0s i distància al pol nord de 74º37’09’’. “Tan sols hi puc fer una ullada a través d’un núvol”.
– 23 d’abril del 1832: “Objecte molt estès, amb un angle de posició de 143,4º, segons el micròmetre; força sobtadament molt més brillant cap al centre; 7 minuts d’arc de llargada i 1 minut d’arc d’amplada.
– 26 d’abril del 1832: “Angle de posició de 145,3º segons micròmetre; 8 minuts d’arc de llargada i 1 minut d’arc d’amplada; sobtadament molt més brillant cap al centre; hi ha un estel doble al SE”.
– 28 d’abril del 1832: “Brillant; molt gran; força ben estesa; 8 minuts d’arc de llargada; 1 minut d’arc d’amplada; la meitat nord és més brillant que la sud

En el Catàleg de Bedford, William Henry Smyth dedica l’entrada 448 a l’M88 que és assignat a la constel•lació de la Verge, amb unes coordenades d’ascensió recta de 12h23m54s i una declinació nord de 15º18’30’’. Smyth, a partir d’observacions fetes pels volts del maig del 1836, fa el següent comentari:

Una llarga nebulosa el•líptica, en la cara exterior de l’ala esquerra de la Verge. És d’un color blanc pàl•lid i es disposa en una línia NO-SE; amb els estels que l’acompanyen forma una bella comitiva. La part nord (la inferior en el camp invertit) és més brillant que la sud, circumstància que, amb la figura d’agulla, obre un ample camp a la conjectura”.

Smyth acompanya el comentari amb una carta d’aquesta regió del cel, on són anotades diversos objectes de Messier (M58, M84, M86, M87, M88, M89, M90, M91) i de Herschel:

Aquesta és una meravellosa regió nebulosa, i la matèria difusa ocupa un espai extens, en el qual diversos dels més bells objectes de Messier i de Herschel poden ser escatits fàcilment per l’observador expert en una proximitat extraordinària. L’M88 és precedit per l’M84 i seguit per l’M58, l’M89, l’M90 i l’M91, en la mateixa zona; tot plegat en una zona que fa tan sols 2,5º de nord a sud, i 3º d’est a oest, segons mostra el micròmetre. I cal tindre en ment que la situació del conglomerat extraordinari de nebuloses i de cúmuls esfèrics comprimits que poblen l’ala i el muscle esquerre de la Verge és força ben assenyalat a l’ull ensinistrat per Èpsilon, Delta, Gamma, Eta i Beta Virginis, formant un semicercle cap a l’est, mentre que al nord de Beta Virginis, Beta Leonis marca la frontera NO. Raonant d’acord amb el principi herschelià, caldria assumir reverentment aquesta com la part més fina o més profunda del nostre firmament; i com un enorme laboratori del mecanisme segregador que ha madurat per compressió i aïllament, en el curs d’eres inimaginades. El tema, ben suggeridor, és solemne i sublim.”

Smyth ja reconeixia aquests objectes com uns dels més llunyans dels quals tenia notícia l’astronomia de l’època. En la dècada següent, William Parsons, Lord Rosse, reconeixeria el caràcter espiral de catorze nebuloses “elongades”, entre elles l’M88. Molts avançaven la idea que aquestes nebuloses eren en realitat galàxies comparables a la Via Làctia.

En el Catàleg General, John Herschel presenta l’M88 en l’entrada 3049, mentre destina l’entrada 3050 a l’objecte II.118 de William Herschel. De l’M88 diu que és “brillant; molt gran; força ben estesa; la precedent d’una nebulosa doble”. La companya de l’M88 és anotada en una posició aproximada, categoritzada de “feble; petita; la posterior d’una nebulosa doble”. Val a dir que en aquest mateix catàleg, John Herschel diu que ell mai no va observar la companya de l’M88 que el seu pare sí havia descrit.

El detall de la figura de l’M88 apareix en els dibuixos astronòmics de William Lassell (publicat en les Memòries de la Royal Astronomical Society) i de Hermann Carl Vogel (publicat, en el 1876, en una obra sobre la determinació de posicions de nebuloses i cúmuls estel•lars entre 9º30’ i 15º30’ de declinació nord).

En el 1877, John Dreyer reedita el Catàleg General de Herschel, i complementa l’entrada 3049 amb els dibuixos de Lassell i Vogel.

En el Nou Catàleg General, John Dreyer fa una revisió i ampliació del Catàleg General. L’entrada GC 3049 és substituïda per la NGC 4501, corresponent a l’M88. Pel que fa a l’entrada GC 3050, corresponent a la II.118, Dreyer la deixa fora del Nou Catàleg, “perquè ningú no ha vist, després de William Herschel, cap nebulosa que seguís l’M88”. Dreyer també afegeix una referència als dibuixos publicats per Lord Rosse en el 1880, que recollien diverses observacions fetes des del Castell de Birr al llarg dels anys.

Vista des de la Terra, el pla de l’M88 adopta una inclinació de 64º

Heber Curtis, en el seu catàleg fotogràfic, descriu així l’M88:

És una espiral brillant i bella, de 5×2,5 minuts d’arc, amb un angle de posició de 140º. La regió nuclear és brillant i elongada, i inclou un nucli estel•lar brillant gairebé d’aspecte estel•lar. Els remolins són força tancats, i mostra nombroses condensacions.”.

En fixar definitivament en el 1922 el paral•lel que separa les constel•lacions de la Verge i de la Cabellera de Berenice, la Unió Astronòmica Internacional feia assignar l’M88 a la constel•lació de la Cabellera.

En els anys 1930, hom reconegué ja definitivament el caràcter del Cúmul de Virgo com un cúmul de galàxies. La velocitat radial de l’M88, avaluada en uns 2000 km•s-1 d’allunyament, s’explica pel fet que es troba, en relació a la Via Làctia, en un sector proximal del Cúmul i és sotmesa amb un moviment d’atracció envers el Centre del Cúmul que, en conseqüència, l’allunya de nosaltres a aquesta taxa, certament notable.

L’M88 figurà entre les galàxies espirals estudiades per Tully i Fisher (1977) amb l’objectiu de trobar una correlació entre el perfil de l’espectre de l’hidrogen neutre (HI) i la magnitud o el diàmetre absoluts de la galàxia.

En el catàleg de 2096 galàxies de l’àrea del Cúmul de Virgo de Binggeli, Sandage i Tamman (1985), l’M88 apareix en l’entrada 1401.

El 29 de maig del 1999, Nick James descobrí amb el seu telescopi newtonià de 0,3 m una supernova en l’M88 (SN 1999cl), la primera de la qual es tenia notícia. Aquesta supernova havia començat tot just el dia anterior a augmentar de magnitud, i tenia llavors una magnitud aparent de +16,4. El 5 de juny assolí un màxim de +13,7, i després de llavors començà a declinar. Es tractava d’una supernova de tipus Ia.

L’M88 fou una de les quaranta galàxies espirals seleccionades per Möllenhoff i Heidt (2000) per realitzar una fotometria de superfície en la banda de l’infraroig proper amb el telescopi de 2,2 m de l’observatori de Calar Alto (Almeria). Les galàxies havien de ser brillant, amb un angle d’inclinació baix i ser espirals pures (i no barrades). L’M88 era remarcable per la regularitat de l’estructura de braços, que es podia seguir fins gairebé el nucli galàctic.

L’M88 és una galàxia seyfert de tipus 2 pel que fa al comportament del seu nucli actiu, tal com l’han estudiat, entre d’altres, Onodera et al. (2002). En l’estudi de Merloni et al. (2003) sobre 100 nuclis galàctics actius, s’inclou l’M88.

Vollmer et al. (2008) han estudiat la interacció de l’M88 amb el medi intergalàctic. Les dades d’hidrogen neutre (HI) mostren com el disc galàctic és truncat de manera sobtada en el SO, mentre que en la regió NE aquest mateix disc és molt més estès. Els autors interpretaven aquesta troballa com l’efecte incipient de topada entre una M88 que es mou de manera accelerada cap a l’M87 i el medi intergalàctic que l’envolta.

L’M88, de prop

L’M88 retratada per Joseph D. Schulman amb el telescopi de 24 polsades de l’observatori de Mt. Lemmon, a Arizona. L’M88 és classificada com a Sbc, és a dir com una galàxia espiral amb braços moderadament deslligats. Cal destacar la simetria de l’estructura espiral.

L’M88 és una de les galàxies espirals més brillant del Cúmul de Virgo. És cert que les galàxies espirals d’aquest Cúmul, fins i tot les més grosses, semblen esquitxos al costat de les potents galàxies lenticulars i el•líptiques. De totes formes, l’M88, amb un diàmetre de 130.000 anys-llum és fins i tot un xic més extensa que la nostra Via Làctia.

Composició de diverses imatges de l’M88 obtingudes pel Telescopi Orbital Hubble.

L’M88 destaca per la regularitat. És una galàxia espiral de llibre, pel que fa a la simetria i per com de ben dibuixats són els braços des de pràcticament que emergeixen del nucli galàctic. La rotació (amb una velocitat màxima de 242 km•s-1) és també força homogènia.

El nucli galàctic, efectivament, interactiu directament amb els braços espirals. Això explicaria també la condensació que es produeix en el nucli, alimentada per material captat des dels braços. Aquesta concentració té un diàmetre de 750 anys-llum, amb dos pics separats de màxima concentració. La base del nucli galàctic és un forat negre supermassiu de 1,6•1038 kg. Com a resultat, el nucli galàctic és ric en gas altament ionitzat.

El moviment de l’M88 cap al centre del Cúmul no l’hem d’entendre com un moviment ineluctable cap a la fusió amb l’M87 o alguna altra galàxia gegant. De fet, l’M88 deu seguir una òrbita molt el•líptica al voltant del centre. Ara mateix es troba en un segment de l’òrbita en el qual es dirigeix cap al centre, i se suposa que d’ací a 200-300 milions d’anys arribarà al seu pericentre orbital. La velocitat relativa de l’M88 respecte del medi intergalàctic, produeix unes deformacions creixents en la galàxia.

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