Com ja avançàvem la setmana passada, sentim que paga la pena allargar una mica aquest viatge i visitar, un per un, els set objectes que, detectats per Pierre Méchain, haurien fet cap al catàleg de Messier si hagués rebut una reedició posterior a la de la primavera del 1781. Per prudència, però, hem modificat el títol base, tot parlant de “catàleg de Charles Messier i Pierre Méchain”, i afegint la nomenclatura NGC per a cada objecte. Així doncs, abandonem la nostra pròpia galàxia, des del cúmul obert M103, per visitar la Galàxia del Sombrero, catalogada com a NGC 4594 i a la qual correspondria la designació d’M104. Cobrim un trajecte de 29,3 milions d’anys-llum (8,98 megaparsecs, 2,77•1023 m) i, encara que deixem la nostra galàxia per la cara nord i sembla que enfilem, de nou, el camí del Cúmul de Virgo, ens orientem un xic més cap al sud. Ens apropem, amb tot, al centre del Supercúmul en 24 milions d’anys-llum (per quedar-hi a 29,8 milions d’anys-llum de distància). Els nostres observadors de la Terra perceben, lògicament, un desplaçament radial de 29,3 milions d’anys-llum, mentre que el component tangencial ens porta des de la constel•lació de la Cassiopea a la de la Verge, tot passant pel pol nord, creuant Cefeu, les Ósses, els Gossos de Cacera i la Cabellera de Berenice.
Descoberta i coneixement de la Galàxia del Sombrero
El primer esment conegut a aquest objecte és de Pierre Méchain, que el va observar l’11 de maig del 1781. Charles Messier en va fer l’anotació corresponent en la seva còpia personal de la “Connoissance des Temps-1784”, que tot just havia sortit de la imprempta:
“Ascensió recta de 187º09’42’’ i declinació sud de 10º24’49’’. Nebulosa molt feble, vista pel senyor Méchain l’11 de maig del 1781”.
Mapa de la constel•lació de la Verge. Encara que la Galàxia del Sombrero (M104) es troba dins de la constel•lació, a tocar del límit amb la del Corb, no té una relació física amb el Cúmul de Virgo, en part per la separació tangencial respecte del Cúmul i, també, perquè es troba a una distància inferior de la Terra que respecte del Cúmul
En el volum de la Coneixença del Temps per al 1785 (publicat en el 1782), el catàleg de nebuloses i cúmuls estel•lars es mantingué intacte respecte de la versió del 1781, de forma que la descoberta de Méchain restà inèdita.
No obstant, el 6 de maig del 1783, Pierre Méchain escriu això en una lletra adreçada a Jean Bernouilli:
“L’11 de maig del 1781, vaig descobrir una nebulosa damunt del Corb, que no em semblava contindre cap estel individual. És d’una llum feble i difícil de trobar si els fils micromètrics són il•luminats. Vaig comparar-la aquella nit i la següent amb Spica Virginis i a partir d’això en vaig derivar una ascensió recta de 187º09’42’’ i una declinació sud de 10º24’49’’. No apareix en la “Coneixença dels Temps”.”.
Aquesta lletra fou publicada en francès, juntament amb altres correspondències de Bernouilli, en les memòries de l’Acadèmia Reial de Ciències i Belles Lletres de Berlín, en el volum corresponent al 1782. Johann Elert Bode la tornà a publicar, traduïda i adaptada a l’alemany, en el volum per al 1786 del Astronomisches Jahrbuch.
Dibuix d’Eric C. Graff, fet el 4 de maig del 2008. A més de la Galàxia del Sombrero (cap a dalt i a l’esquerra) veiem l’asteroide 7 Iris (cap a baix i a la dreta). Degut a la seva proximitat a l’eclíptica, per les rodalies de l’M104 circulen de tant en tant asteroides i cometes. Cal no oblidar que el primer interès a catalogar nebuloses i cúmuls estel•lars fou evitar confondre’ls amb cometes i precipitar errors entre els “caçadors de cometes”.
En els catàlegs de nebuloses i cúmuls estel•lars de William Herschel, hom té la prudència de no renumerar objectes ja catalogats per Messier. Però, com ja hem dit, aquest objecte no havia entrat en el catàleg publicat de Messier, de manera que Herschel el va “descobrir” de manera independent el 9 de maig del 1784:
“Nebulosa estesa. Molt brillant cap al centre. De 5 o 6 minuts d’arc de llargada. La zona brillant del centre és força gran, però es trenca abruptament”
En tant que descoberta pròpia, Herschel introduí aquest objecte en el seu catàleg, en l’entrada I. 43. En va fer una segona observació l’11 de març del 1788:
“Nebulosa molt elongada, amb una angle de posició de 20º SO-NE, més brillant cap al nucli; llargada de 4-5 minuts d’arc. L’estel 49 Virginis hi queda a l’oest per 27m45s i al sud per 0º51’”.
Aquesta astrofotografia de Vedran Vrhovac, feta en el 2006, reflecteix com va percebre William Herschel aquesta nebulosa, que va catalogar com a I.43 en el 1784: una nebulosa elongada amb vora abrupta
En el catàleg del 1833, John Herschel introdueix aquest objecte en l’entrada 1376, consignant l’equivalència amb l’objecte I.43 del catàleg del seu pare, però sense fer cap referència a Messier. L’entrada es basa en una observació feta el 9 de març del 1828:
“Ascensió recta de 12h31m10,9s i distància al pol nord de 100º40’19’’. Molt brillant; força ben elongada, amb un angle de posició de 2º NO-SE; molt sobtadament molt més brillant cap al centre fins a un nucli; llargada de 5 minuts d’arc i amplada de 30 segons d’arc; hi ha un estel brillant al SO [49 Virginis]. L’envolta un oval de llum feble i difusa, i estic gairebé segur que hi ha un interval fosc o estrat que separa el nucli i la massa general de la nebulosa de la llum del damunt. Estic segur que no és cap il•lusió”.
Aquest dibuix de John Karlsson mostra com l’M104 presenta un estrat fosc que divideix la nebulosa en dos hemisferis. Aquesta característica fou descrita per primera vegada per John Herschel en el 1828
En el catàleg del 1833, Herschel dedicava la figura 50 de l’apèndix a la nebulosa I. 43. De fet, les figures 50-67 eren dedicades a la categoria de “nebuloses llargues”, amb el comentari que “la forma general de les nebuloses elongades és el•líptica, i la llur condensació cap al centre és gairebé invariablement tal com sorgiria de la superposició d’estrats el•líptics lluminosos de densitat creixent cap al centre”. Quant a l’estrat fosc de la nebulosa I. 43, el compara amb el present en la nebulosa V. 24:
“La forta sospita d’un apèndix paral•lel en I. 43, es converteix gairebé en certesa per l’existència indubtable en V. 24, on ha estat vist per dos observacions addicionals i per jo mateix. Però què hem de fer d’aquest apèndix? L’hem de considerar com una exageració extrema del cas de l’M64 (figura 27), on la clivella s’estén gairebé fins als mateixos extrems de la vora el•líptica – en el qual cas la nebulosa hauria de considerar-se com un anell pla vist amb gran obliqüitat, i que tingué una amplada i densitat molt desiguals en els dos semicercles oposats? O hem d’admetre que l’apèndix és una nebulosa separada i distinta, dependent, per alguna relació física desconeguda, del veí més brillant?”.
De les dues hipòtesis esmentades, avui sabem que la primera és la més correcta. La diferència entre l’M104 i l’M64 és el major grau d’inclinació de la primera, que fa que la veiem en la paral•lela del disc galàctic. Totes dues són galàxies espirals amb una gran densitat de material opac en el disc. La nebulosa V. 24 (una de les grans nebuloses oblidades pel catàleg de Messier), més coneguda en els nostres dies com a NGC 4565, és també una nebulosa espiral d’aquesta categoria. Abans de Lord Rosse, el primer en reconèixer les nebuloses espirals, la categoria de nebulosa elongada cobria tant nebuloses espirals com el•líptiques.
William Henry Smyth dedicada l’entrada 455 del catàleg de Bedford a aquest objecte, segons observacions fetes pels volts del març del 1837:
“Ascensió recta de 12h31m40s i declinació sud de 10º43’42’’. Nebulosa el•líptica d’un blanc lúcid, entre el colze dret de la Verge i el Corb [Smyth, en tot cas, l’assigna a la constel•lació de la Verge], en un elegant camp d’estels petits; descoberta per William Herschel el maig del 1784 i corresponent al n. 1376 del catàleg del seu fill. Rau en paral•lel a la línia equatorial de l’instrument, i amb una atenció intensa es pot veure com brilla en el centre. Del camp, la mitja dotzena d’estels principals formen una Y, amb la nebulosa com a centre. Però sembla un mer feix de llum apagada, en la mesura que el meu telescopi no em permet ni tan sols els dubtes inspirats pel reflector de 20 peus a Herschel. Aquesta hauria d’ésser una altra d’aquells enormes anells plans vistos molt obliquament, dels quals ja he parlat, i és un exemple elegant d’aquella perspectiva velestial. Es troba a l’oest de Spica, i dista un 11º d’aquell estel, formant gairebé un angle recta amb Beta Hydrae, que es troba a uns 12º cap al sud””.
Smyth hi adjuntà un dibuix a la descripció de la nebulosa i dels estels (interposats) que la circunden.
En el Catàleg General, John Herschel trasllada l’objecte a l’entrada 3132, fent referència tant al seu propi catàleg del 1833 (entrada 1376) com al del seu pare (entrada I. 43). Actualitza les coordenades al 1860: ascensió recta de 12h32m44,2s i distància al pol nord de 100º50’14,2’’. D’acord amb les observacions d’ell i del seu pare fa aquesta descripció: “remarcable; molt brillant; molt gran; extremadament estès amb un angle de posició de 92º; molt sobtadament més brillant cap al centre on hi ha un nucli”. Adjunta el dibuix que havia fet per al catàleg del 1833.
William Lassell fa un dibuix més detallat de l’objecte, que publicarà en les Memoirs of the Royal Astronomical Society.
En l’edició del 1877 del Catàleg General, John Dreyer recull el dibuix de Lassell.
En el Nou Catàleg General, John Dreyer passa l’objecte a l’entrada 4594, bo i mantenint les descripcions de John Herschel.
En el 1912, Vesto M. Slipher, des de l’Observatori Lowell, va prendre dades espectromètriques de la nebulosa del Sombrero. El resultat oferia un fortíssim desplaçament de les línies espectrals cap al vermell, molt superior al trobat en cap objecte astronòmic. Slipher interpretà aquest desplaçament com el resultat d’una velocitat radial relativa d’allunyament de l’NGC 4594 (modernament calculada en 1000 km•s-1. Slipher entenia que aquesta velocitat radial feia impossible considerar l’NGC 4594 com una nebulosa associada a l’halo de la Via Làctia. Slipher també va detectar un moviment general de rotació en l’NGC 4594.
En el catàleg fotogràfic d’Heber Curtis, l’objecte apareix sota la referència de NGC 4594. Aquesta és la descripció que en fa:
“Nebulosa de 7×1,5 minuts d’arc, amb un angle de posició de 92º. Molt brillant. Una remarcable franja fosca, ben retallada, lleugerament corbada, en recorre tota la llargada fins al sud del nucli; probablement és l’exemple més bell conegut d’aquest fenomen. Hi ha traces ben lleugeres de remolins espirals”.
Aquest objecte no fou reconegut com a M104 fins el 1921, i gràcies a Camille Flammarion. Flammarion, estudiant directament la còpia personal de Messier de la darrera edició del catàleg, va poder ampliar-lo:
“La còpia personal de Messier té la posició de la nebulosa I. 43 de William Herschel, i que és la n. 4594 de l’NGC de Dreyer. Podem afegir-la al catàleg de Messier i donar-li el nombre del 104. En conseqüència, el catàleg de Messier d’ara en endavant tindria 104 entrades per comptes de 103”.
Encara que inicialment l’NGC 4594 fou reconeguda com a nebulosa el•líptica, al llarg del segle XX ha estat més sovint classificada entre les nebuloses espirals (Sa o Sb). Per analogia, fou assumit el seu caràcter de galàxia en els anys 1920. Paral•lelament, hom descobria que, en general, la majoria de galàxies presentaven desplaçament espectrals cap al vermell, com era el cas de la mateixa Galàxia del Sombrero, cosa que s’havia d’explicar a través d’una expansió de l’univers, d’altra banda compatible amb les mètriques derivades de la teoria general de la relativitat.
La Galàxia del Sombrero també ha estat una icona que ha influït en l’aparició del mite de les soperes voladores. És simptomàtic que aparegués entre les imatges evocadores del final de “The Incredible Shrinking Man” (1957), on l’infinitament gran s’uneix amb l’infinitesimalment petit. Una imatge de la Galàxia del Sombrero apareixia en el títols de crèdit de la sèrie de ciència ficció The Outer Limits (1963-65)
En la major part de la literatura, l’objecte apareix sota la denominació de NGC 4594 o bé sota la denominació popular de “galàxia del Sombrero”, en referència al barret de palla mexicà. La denominació d’M104, si bé proposada per Flammarion, no quallà gaire. Helen B. Sawyer (1948) tornà a fer la proposta:
“Una lletra llargament oblidada de Pierre Méchain fou publicada en el Jahrbuch de Bode del 1786. En ella, entre d’altres coses, Méchain enumera quatre nebuloses que havia descobert, i aquestes haurien de rebre lògicament els nombres de Messier següents: l’NGC 4594 el d’M104; l’NGC 3379 el d’M105; l’NGC 4258 el d’M106 i l’NGC 6171 el d’M107. Flammarion, a partir de notes manuscrites en els registres de Messier ja havia suggerit la inclusió de l’NGC 4595 com a M104, per bé que aquesta lletra de Méchain sembla que li era desconeguda”.
Entre els divulgadors posteriors del catàleg de Messier hi ha hagut opinions per tots els gustos. Detlev Block, a “Astronomie als hobby” (1987) segueix l’opinió de Patrick Moore, i inclou l’M104. També és aquest el parer d’Owen Gingerich i d’altres. Són minoria els que han mantingut el criteri de restringir el catàleg de Messier a les 103 entrades de la versió editada. En tot cas, la denominació de l’M104 per a la Galàxia del Sombrero és emprada gairebé tan sovint com la d’NGC 4594.
Gérard de Vaucouleurs avaluà el grau d’inclinació de l’NGC 4594, respecte el pla de visió de la Terra, en 6ºS, de manera que veiem de manera molt escorada la “cara sud” del disc galàctic.
De Bruyn et al. (1976) observaren les emissions de radioones de l’NGC 4594 en diverses freqüències (610, 1415, 2695, 4995 i 8085 MHz), identificant-ne una font compacta central de menys 0,1 segons d’arc (és a dir, de menys de 14 anys-llum de diàmetre).
Hummel et al. (1984) examinaren dades de radioones de 16 galàxies diferents, entre elles l’NGC 4594.
Harris et al. (1984) avaluaren el nombre de cúmuls globulars de l’NGC 4594 en 1200.
Bajaja et al. (1988) estudiaren les emissions de radioones de l’NGC 4594 en la banda dels 1,49 GHz. Les emissions es podien dividir en dos components, un associat al disc (concretament, a l’anell ric en H I i pols) i un, el més rellevant, associat al bulb esferoïdal.
Bridges & Hanes (1992) compararen el sistema de cúmuls globulars de l’NGC 4594 amb els de la Via Làctia i els de la Galàxia de l’Andròmeda. En general, els cúmuls globulars de l’NGC 4594 no són de mitjana tan antics com els de la nostra galàxia, i ofereixen un patró d’edat estel•lar equiparable al de les galàxies el•líptiques gegants.
L’NGC 4594 fou una de les 300 galàxies incloses en el FCRAO Extragalactic CO Survey (Young et al., 1995), que analitzà les emissions d’infraroig de la banda dels 2,6 mm associada al monòxid de carboni (CO).
Kormendy et al. (1996), a través d’anàlisis espectroscòpiques del telescopi orbital Hubble, deduïren l’existència d’un objecte fosc massiu, més concretament un forat negre supermassiu, en el nucli galàctic actiu de l’NGC 4594. A partir de la velocitat de translació d’estels propers al centre galàctic, calcularen la massa d’aquest forat negre en 2•1039 kg.
Ford et al. (1996) examinaren l’halo estel•lar de l’NGC 4594 a la recerca de nebuloses planetàries, amb l’objectiu de fer una estimació de la distància de la galàxia, que avaluaren en 29±2 milions d’anys-llum. Aquesta estimació coincideix a grans trets amb les fetes a través del mètode de fluctuacions en la lluminositat superficial (Ajhar et al., 1997; Tonry et al., 2001; Jensen et al., 2003)
Ho et al. (1997), d’una mostra de 486 galàxies a la recerca de nuclis galàctics actius de baixa lluminositat, trobaren, entre les galàxies positives per a aquest tipus d’AGN (AGN tipus LINER) l’NGC 4594.
Thean et al. (2000) analitzaren observacions d’alta resolució (0,25 segons d’arc) de 8,4 GHz, de 87 fonts diferents, entre elles l’NGC 4594.
Fotomuntatge de David Malin. La imatge combina una fotografia de baix temps d’exposició de la galàxia, que ens dóna la imatge típica de barret, amb una d’alt temps d’exposició. Aquesta segona imatge ens fa veure la gran extensió de l’halo, pròpia d’una galàxia el•líptica
Di Matteo et al. (2001) inclogueren el forat negre de l’NGC 4594 en un estudi sobre la relació entre la taxa d’acreció i l’emissió de radioones d’alta freqüència.
Larsen et al. (2001) empraren dades fotomètriques del Telescopi Orbital Hubble per explorar el sistema de cúmuls globulars de l’NGC 4594.
Pellegrini et al. (2002) examinaren les emissions de raigs X de la Galàxia del Sombrero, tant a nivell global com nuclear, refermant la idea d’un nucli galàctic actiu de baixa lluminositat. Més detalls obtingueren gràcies a les dades de l’XMM-Newton i del Chandra (Pellegrini et al., 2003)
Bendo et al. (2006) analitzaren imatges d’infraroig de l’NGC 4594, obtingudes amb el telescopi orbital Spitzer i amb el telescopi superficial Maxwell. La major de la radiació infraroja de la galàxia del Sombrero prové del nucli galàctic actiu i de l’anell de pols.
Els camps magnètics de l’NGC 4594 foren estudiats per Krause et al. (2006) a través de les dades de radioones de freqüències de 4,86 i 8,35 GHz.
Imatges d’infraroig de la Galàxia del Sombrero, obtingudes pel telescopi orbital Spitzer, van fer que, en el 2012, Dimitri Gadotti digués que “l’única manera d’entendre tot el que sabem d’aquesta galàxia és pensar-la com dues galàxies, una dins de l’altra”.
La Galàxia del Sombrero, de prop
En la galàxia del Sombrero podem distingir tres components. Un disc central, estructural en braços espirals, i amb una abundància de material nebulós semiopac. Un bulb el•lipsoïdal, aplanat pels pols, i que té un diàmetre que gairebé assoleix la perifèria del propi disc. Un halo relativament esferoïdal, inapreciable en la imatge (Telescopi Orbital Hubble, maig-juny del 2003) envolta completament les dues primeres estructures.
Encarem la Galàxia del Sombrero amb un angle força similar a com es veu des de la Terra. A mesura que ens aproximem, però, ja som capaços de detectar l’estructura espiral del disc. Alhora, ens impressiona les dimensions del bulb galàctic (eix polar de 34.000 anys-llum i eix equatorial de 50.000 anys-llum), que sembla ocupar més de dues terceres parts del disc. És això el que fa que sigui una galàxia que combini trets de galàxia espiral (braços, densitat de material opac en el disc) i de galàxia el•líptica.
Com que encarem el disc galàctic, de cantó veiem amb claredat l’acció enfosquidora del pols interestel•lar del disc. La major part d’aquest material (gas hidrogen atòmic fred i partícules de pols, amb també hidrogen molecular) es disposa en forma d’un anell que encercla tot el bulb galàctic. És en aquest anell fosc on es concentra la major part de l’activitat astrogènica de la Galàxia del Sombrero.
El nucli galàctic de l’NGC 4594 entra dins de la categoria dels nuclis galàctics actius (AGN). És un AGN en fase quiescent, ja que una manca relativa de gas impedeix una taxa astrogènica circumnuclear considerable. La massa global d’aquest AGN ronda els 2•1039 kg, de les quals una bona part es concentra en el forat negre central, un dels més massius de tot el Supercúmul Local.
En la perifèria del bulb i en l’halo galàctic distingim un gran nombre de cúmuls globulars, amb un tota de vora 2000. Encara que sembli un nombre molt elevat per a una galàxia espiral de 75.000 anys-llum de radi, sí entra en la xifra que esperaríem d’acord amb les dimensions del bulb galàctic.
L’halo de la galàxia del Sombrero s’endinsa molt en l’espai. Així, si el diàmetre del disc galàctic no sembla gaire espectacular (75.000 anys-llum), el de l’halo es multiplica per tres (amb un diàmentre mitjà de més de 200.000 anys-llum). Val a dir, però, que la densitat estel•lar de l’halo, bàsicament poblat per cúmuls globulars, és baixa, i que la perifèria es dissol en el medi intergalàctic i en les interaccions amb algunes galàxies veïnes.
El Grup de l’NGC 4594
L’NGC 4594 és considerada, de vegades, com una galàxia solitària o, en tot cas, vinculada a un filament tènue de grups galàctics connectat remotament amb el Cúmul de Virgo, a través dels grups de Virgo II. Des de la nostra posició, però, podem veure com al voltant de l’NGC 4594 s’estructura un grup galàctic.
L’NGC 4594 és, de llarg, el principal component d’aquest grup. Dels altres elements, destaquen:
– l’NGC 4487.
– l’NGC 4504.
– l’NGC 4722.
– l’NGC 4802.
– l’MCG-1-32-28.
– l’MCG-2-32-15.
– l’MCG-2-33-47.
Des de la Mediterrània 
Bon temps, fotos! 2 de 2: galàxies NGC 2403, M104, M109 i cúmul a Virgo http://www.astroemporda.net/2012/03/bon-temps-fotos-2-de-2-galaxies-ngc-2403-m104-m109-i-cumul-a-virgo/