Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier (i Pierre Méchain): M105 (NGC 3379), una galàxia el•líptica del Grup de l’M96

Si seguim a través de l’ampliació postscriptum del catàleg de Messier, ens pertoca ara viatjar des de la Galàxia del Sombrero a l’NGC 3379 (que ocupa l’entrada 106 del catàleg), una galàxia el•líptica del Grup Galàctic de l’M96 (que ja visitàrem en les etapes 95 i 96 del nostre periple). Creuem una distància de 19,6 milions d’anys-llum, a través de diversos grups galàctics de la primera perifèria del Supercúmul Local o de Virgo. Des del punt de mira del centre del Supercúmul, únicament ens hi apropem en uns escassos 2 milions d’anys-llum (per quedar-hi a una distància de 27,9 milions d’anys-llum), per bé que quedem a una latitud supergalàctica més austral. De manera corresponent, ens allunyem respecte de la Via Làctia en 2,7 milions d’anys-llum (per quedar-hi a 32 milions d’anys-llum). Els nostres observadors de la Terra veuen com el nostre senyal es desplaça, a grans trets en la línia de l’eclíptica, des de les constel•lacions de la Verge a la del Lleó.

Descoberta i coneixement de l’NGC 3379

La primera observació coneguda d’aquest objecte és de Pierre Méchain, datada del 24 de març del 1781. Méchain identificà aquesta nebulosa prop de la posició de dues nebuloses descobertes per ell mateix dies abans. Encara que Méchain comunicà a Messier les dades de les tres nebuloses, únicament les dues primeres entraren en l’ampliació del catàleg per a la Coneixença dels Temps per a l’Any 1784. Com que ni Messier ni Méchain van revisar després el catàleg de cúmuls estel•lars i nebuloses, aquesta i altres addicions restaren inèdites. Així és comprensible que Méchain s’expressés d’aquesta manera en lletra a Jean Bernouilli, datada del 6 de maig del 1783:

“… El senyor Messier esmenta en les pàgines 264 i 265 de la Coneixença dels Temps, dos estels nebulosos, que jo havia descobert en el Lleó [s’hi refereix a les entrades 95 i 96 del catàleg]. No hi trobo res a corregir quant a les posicions esmentades, que vaig determinar per comparació amb la llur situació respecte de Règulus. Hi ha, però, un tercer, quelcom més al nord, que és fins i tot més vívid que els dos anteriors. El vaig descobrir el 24 de març del 1781, 4 o 5 dies després d’haver trobat els altres dos. El 10 d’abril, vaig comparar la seva situació amb Gamma Leonis, de la qual se seguí una ascensió recta de 159º03’45’’ i una declinació nord de 13º43’58’’

Encara que constel•lació eclíptica, el cos del Lleó hi queda gairebé completament al nord. Entre les potes de la bèstia zodiacal, trobem dos grups galàctics, el de l’M65 i M66, d’una banda, i el format per l’M95, l’M96 i l’M105

La lletra de Bernouilli fou publicada poc després en les Memòries de la Reial Acadèmia de Berlin, i fou traduïda a l’alemany per Johann Elert Bode i inclosa en l’Astronomisches Jahrbuch. Però, malgrat això, passà desapercebuda per William Herschel que, descobrí independent el mateix objecte l’11 de març del 1784. Allà on Méchain únicament havia vist una nebulosa, Herschel, però, en va descriure tres, una catalogada com a II.41 i unes altres dues, descobertes la data citada de l’11 de març, com a I.17 i I.18:

Són les dues nebuloses precedents d’un grup de 3. Totes dues són brillants; considerablement grans; molt més brillants cap al centre. La tercera és la II.41”.

Astrofotografia que mostra l’NGC 3379 (=M105), a l’esquerra, juntament amb l’NGC 3384 (a baix a la dreta) i l’NGC 3389 (a baix a l’esquerra). Les tres galàxies foren catalogades per William Herschel, respectivament, com a I.17, I.18 i II.41

En una obra del 1811, William Herschel parla dels sistemes de nebuloses i, concretament de les “nebuloses triples, quàdruples i sèxtuples”:

Si se suposés que s’haguessin de veure sovint nebuloses dobles a certa distància l’una de l’altra, s’admetrà ara contràriament que una expectativa de trobar un gran nombre de centres atractius en una nebulositat de no gran extensió no és tan probable; i d’acord això l’observació ha mostrat que combinacions superiors a les nebuloses dobles són menys freqüents. Amb tot, puc oferir una llista de 20 nebuloses triples, 5 quàdrples i 1 sèxtuple”.

Una de les 20 nebuloses triples citades, és la que forma l’I.17 (=M105) amb l’I.18 i la II.41.

John Herschel, en el seu catàleg del 1833, introdueix l’objecte en qüestió en l’entrada 757, reconeixent l’equivalència amb I.17 del seu pare, sense fer cap esment a Méchain o Messier. Per a descriure’l refereix tres observacions:
– 19 de febrer del 1830: ascensió recta de 10h38m50,5s i distància al pol nord de 76º32’14’’. “Molt brillant; rodó. La primera d’un grup de tres nebuloses”.
– març del 1830: “molt brillant; gran; rodona; força sobtadament més brillant cap al centre; 50 segons d’arc de diàmetre; la primera de 3”.
– 4 d’abril del 1831: “molt brillant; força gran; rodona; força sobtadament molt més brillant cap al centre; 50 segons d’arc de diàmetre; llum motejada; la primera de tres”.

Herschel diu que la nebulosa 757 és la primera de tres perquè és la precedent (la situada més a ponent) del triplet que el seu pare havia catalogat com a I.17, I.18 i II.41. Cadascuna d’aquestes tres nebuloses rebé entrades independents en el catàleg del 1833 (per exemple, la I.18, l’entrada 758).

William Henry Smyth, en el catàleg de Bedford, no ofereix una entrada específica per a cadascuna de les tres nebuloses, sinó que dedica l’entrada 387 a la nebulosa I.18 de William Herschel, fent esment al grup:

Un parell de nebuloses de classe brillant, al SO i NE l’una de l’altra, en el ventre del Lleó, descobertes per William Herschel el març del 1783, i que ocupen l’entrada 758 del catàleg del seu fill; a petita distància al NE hi ha un estel doble nítid però diminut. Aquestes són dues de les tres nebuloses descrites per tots dos Herschels, però la tercera no la puc distingir, si no és que és una lluïssor al SE, en una línia vertical amb dos estels petits. Ens acostam ara a una regió on aquestes masses lluminoses misterioses escampades per la vasta concavitat dels cels, es troben en una profusió veritablement il•limitada, i en elles, tots els veritables herschelians haurien de veure-hi poderosos laboratoris de l’univers, en els quals es contenen els principis de futurs sistemes de sols, planetes i satèl•lits!”

Per aquest darrer comentari podem veure com Smyth identificava aquestes nebuloses amb la nebulosa primigènia que, d’acord amb la teoria de Laplace, hauria donat lloc al nostre Sistema Solar. Smyth no era conscient de la distància (i per tant de la mida) real a la qual es troben aquesta mena de nebuloses “motejades”. Smyth, però, continua:

Els objectes ací tractats es troben entre les nebuloses incloses en una taca rodona d’uns 2º o 3º de diàmetre, en l’espai aparentment sense estels dels flancs del Lleó [es refereix a les nebuloses agrupades a l’entorn de l’M65 i l’M66, i les de l’M95 i M96]. Ara l’observador desprovist d’un instrument equatorial –i malauradament molts dels més gelosos seguidors d’Urània es troben en aquest destret- voldria pescar-ne un. Si el seu telescopi tingués la capacitat de captar una llum suficient, pot trobar el camp, sota una potència moderada, al sud de la línia que uneix Règulus i Theta Leonis, a uns 10º a l’est, i gairebé en el mateix paral•lel, de la primera”.

L’M105 o NGC 3379 és la més brillant d’un grup de tres nebuloses. Méchain, en el 1781, únicament va percebre l’NGC 3379. William Herschel, en el 1784, va registrar-ne totes tres. En el 1837, William Henry Smyth únicament fou capaç de veure les dues més brillants, l’NGC 3379 i l’NGC 3384

En el Catàleg General, John Herschel desplaça l’entrada 757 del seu catàleg del 1833 a l’entrada 2203. En aquesta actualització, Herschel reconeix la prioritat de la descoberta de Méchain (sense fer referència a Messier). Com a descripció es basa en les observacions pròpies i en les del seu pare: “molt brillant; considerablement gran; rodona; força sobtadament més brillant cap al centre; motejada”.

En el Nou Catàleg General de John Dreyer, el mateix objecte apareix en l’entrada 3379. Els altres dos membres del triplet apareixen en les entrades 3384 (= I.18 de William Herschel) i 3389 (el membre menys brillant del trio).

Heber Curtis, en el seu catàleg fotogràfic, diu això de l’NGC 3379:

Ascensió recta de 10h42m36s i declinació nord de 13º07’. Aquest, juntament amb l’NGC 3384 i l’NGC 3389, forma un grup colpidor, un triangle rectangle els costats més curts del qual són de 7 minuts de llargada. L’NGC 3379 és gairebé rodona, amb 2 minuts d’arc de diàmetre; és molt brillant; no s’hi discerneix cap estructura espiral””.

L’M105 (=NGC 3379), l’NGC 3384 i l’NGC 3389 formen un triplet òptic. No obstant, el Triplet de Leo per antonomàsia és el format per l’M65, l’M66 i l’NGC 3628, que a més de triplet òptic és un triplet físic. L’M105 i l’NGC 3384 formarien part del Grup Galàctic de Leo I, estructurat al voltant de l’M96. Mentre l’M105 és una galàxia el•líptica sense gaires detalls estructurals, l’NGC 3384 i l’NGC 3389 són galàxies espirals, la primera barrada i la segona bulbar.

Ja hem vist com el Catàleg General reconeixia que l’NGC 3379 havia estat descobert per Pierre Méchain. La inclusió, però, en el catàleg de Messier ofereix algunes dificultats. Camille Flammarion, en el 1921, havia considerat la inclusió de l’NGC 4594 com a M104, però s’havia aturat allà, ja que en els papers de Messier no quedava cap altra nebulosa “pendent”. En el 1948, però, Helen B. Sawyer proposava més addicions al catàleg de Messier, sota la premissa que les últimes entrades del catàleg del 1781 Messier les havia fetes confiant plenament en les dades subministrades per Méchain. Així, Sawyer proposa:

En una lletra llargament oblidada de Pierre Méchain, publicada en el Jahrbuch per al 1786 de Bode, enumera quatre nebuloses que havia descobert, i que haurien de rebre lògicament els següents nombres de Messier: l’NGC 4594 com a M104, l’NGC 3379 com a M105, l’NGC 4258 com a M106, i l’NGC 6171 com a M107”.

La proposta de Sawyer fou recollida i encara ampliada per altres autors posteriors. La popularitat del catàleg de Messier entre els astrònoms aficionats, ha facilitat que la nomenclatura de l’M105 hagi igualat o superar la sinònima de l’NGC 3379. És clar que ens hem de demanar, si en aquest cas, l’M és de Messier o de Méchain.

L’NGC 3379, reconeguda ja com a galàxia, ha estat classificada entre les galàxies el•líptiques de tipus E1. Hom ha emprat sovint l’NGC 3379 com exemple típic de galàxia el•líptica, i així J. D. Wray en el Colour Atlas of Galaxies (1988) diu que “aquesta galàxia el•líptica és un estàndard fotomètric de distribució de lluminositat superficial”, en referència a la uniformitat de color per tot el rang de llum visible.

En el 1996, el Telescopi Orbital Hubble prengué aquesta imatge del nucli de l’NGC 3379. L’amplada de la imatge es correspon a 5,4 segons d’arc, traduïbles a uns 840 anys-llum. La màxima lluminositat apareix molt concentrada, i s’hi distingeix una estructura en forma de banda fosca. L’estudi espectroscòpic revelava l’existència d’un forat negre supermassiu en el centre, d’una massa de 1038 kg.

L’NGC 3379 (=M105, a la dreta) i l’NGC 3384 (a dalt, a l’esquerra) són galàxies del Grup de l’M96. En canvi, l’NGC 3389 és un objecte de fons, no vinculat a les dues galàxies anteriors. Per això diem que formen un triplet òptic i no un triplet físic. Això ho podem deduir de les dades de desplaçament espectral que, d’acord amb l’efecte Doppler, informen la velocitat radial. Mentre la velocitat radial d’allunyament de l’NGC 3379 respecte de la Via Làctia és de 752 km•s-1 (entrant com l’NGC 3384 en el rang de 450-760 km•s-1 que mostren les altres galàxies del grup de l’M96), l’NGC 3389 té una velocitat superior, de 1138 km•s-1.

Shapiro et al. (2006) estudiaren el forat negre de l’NGC 3379 a partir de la dinàmica dels estels i dels gasos circundants.

Entre l’NGC 3379 i l’NGC 3384, hom ha descrit una estructura intergalàctica, constituïda per núvols d’hidrogen atòmic neutre. Hom ha postulat que es tracta d’un anell primordial, és a dir d’una estructura anterior a l’agrupament d’aquests materials en galàxies. Conegut com “l’anell del Lleó”, aquest núvol tindria una massa total de 3,6•1039 kg. Thilker et al. (2009) detectaren la presència d’una població estel•lar en aquesta estructura, indici d’una activitat astrogènica recent.

L’Anell de Leo és una estructura intergalàctica que encercla l’NGC 3379 i les seves galàxies veïnes, arribant fins i tot a la rodalia de l’M96. L’estructura no és detectable en imatges òptiques (esquerra) però si en les emissions d’infraroig corresponents a l’hidrogen neutre (dreta, damunt d’una imatge òptica de llarga exposició). Se suposa que l’Anell de Leo és un núvol primordial d’hidrogen neutre, i que és un romanent de les èpoques primigènies de l’univers anteriors a la formació de les galàxies

Sovint s’ha posat l’NGC 3379 com a exemple de “galàxia el•líptica vermella i morta”, en referència al fet que la majoria d’estels que la conformen són vells estels grocs i rogencs. No obstant, Ford & Bergman (2012) han pogut avaluar una taxa astrogènica que, per bé que molt moderada (1026 kg de nous estels per any) no és inexistent.

L’NGC 3379, de prop

L’NGC 3379 queda a una distància d’1 milió d’anys-llum de l’M96. En el Grup de l’M96, l’NGC 3379 és la segona galàxia més brillant, per darrera de l’espiral M96. Ella mateixa, l’NGC 3379 és una galàxia el•líptica, i al voltant seu podem percebre una mena de subgrup galàctic, en el qual s’inclouen espirals com l’NGC 3384. La jerarquia de grups és, naturalment, relativa. També podríem dir que el Grup de l’M96 arriba a estendre’s en la distància fins a cobrir el Triplet de Leo (el grup format per l’M65, l’M66 i l’NGC 3628).

Fins i tot vista de prop, poques coses podem dir de l’estructura de l’M105. És una galàxia el•líptica de tipus E1, és a dir amb un radi polar que és únicament una mica inferior al radi equatorial. Se’ns fa difícil dir, de totes formes, amb precisió on acaba el cos galàctic i comença l’halo. Podríem dir, a grans trets, que el radi mitjà de la galàxia és de vora 10.000 anys-llum. Però podríem estendre-la molt i molt. Envoltant alhora l’NGC 3379 i l’NGC 3384, hi ha una densificació de material intergalàctic difús, de difícil assignació. Globalment, aquesta estructura és un anell de 650.000 anys-llum de radi, massa difusa per ser considerada una galàxia, però en la qual es formen nous estels i s’hi desprenen flocs que constitueixen galàxies nanes.

La distribució d’estels i de material interestel•lar segueix el patró uniforme de les galàxies el•líptiques. Les inhomogeneïtats són poques, però informatives de la dinàmica interna. La taxa astrogènica és molt baixa, i la majoria d’estels són antics i de metal•licitats baixes. Ara bé, que la taxa astrogènica no vol dir que sigui inexistent: ací i allà trobem estels joves, la majoria concentrats en cúmuls oberts.

D’acord amb aquesta distribució uniforme, hi ha una tendència a l’augment constant de la densitat a mesura que reduïm el radi. El nucli galàctic concentra una lluminositat enorme. En el centre, en el sancta sanctorum, trobem un forat negre supermassiu.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
One comment on “Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier (i Pierre Méchain): M105 (NGC 3379), una galàxia el•líptica del Grup de l’M96

Els comentaris estan tancats.