Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier (i Pierre Méchain): M107 (NGC 6171), un cúmul globular molt poc concentrat

En aquest punt de la pròrroga del catàleg de Charles Messier, ens toca retornar a la Via Làctia, per visitar un cúmul globular de la Via Làctia, el darrer del nostre viatge. Així doncs, hi posem rumb des de la galàxia NGC 4258, per fer un trajecte de 23,7 milions d’anys-llum (7,27 megaparsecs; 2,24•1023 m), que ens fa passar entre mig de diversos grups galàctics abans d’encarar el Grup Local. Ens acostem a la Via Làctia per la cara nord, orientats en direcció a un dels cúmuls globulars de l’halo nord, l’NGC 6171, situat a una alçada de 8200 anys-llum respecte del pla galàctic. Som relativament a prop del bulb galàctic (a una distància de 11.400 anys-llum del centre). Aquest viatge suposa haver-nos allunyat del centre del Supercúmul Galàctic en 30,1 milions d’anys-llum (per quedar-hi a 53,8 milions d’anys-llum). Des del punt de mira dels observadors de la Terra ens hi hem apropat en pràcticament els 23,7 milions d’anys-llum (en reduir la distància a tan sols 20.900 anys-llum), mentre que tangencialment el nostre senyal s’ha desplaçat des de la constel•lació dels Gossos de Cacera a la del Serpentari, bo i creuant el Bover i el Cap de la Serp.

La descoberta de l’NGC 6171

Ja hem vist com la darrera edició publicada del catàleg de nebuloses i cúmuls estel•lars de Charles Messier fou l’enllestida la primavera del 1781. Malgrat la republicació anual ni Charles Messier ni Pierre Méchain hi feren esmenes ni afegits. Tot i amb tot, Pierre Méchain encara anotava cada nebulosa que trobava en els seus estudis del cel, ni que fos per a l’ús personal de cara a evitar-se de confondre’n cap amb cap cometa telescòpic. En el 1781, Méchain havia descobert dos cometes (C/1781 M1, C/1781 T1), i era aquesta la seva principal dedicació astronòmica, que havia de compaginar a més amb les seves funcions en el Dipòsit Naval de Mapes i Cartes, de Versalles. En el 1782, Méchain havia estat admès a l’Académie des sciences.

L’abril del 1782 va descobrir una nebulosa prèviament desconeguda. No la va reportar, però, a Charles Messier. Sí que ho va fer en una lletra adreçada a Jean Bernouilli, datada el 6 de maig del 1783, on li comenta esmenes i possibles afegits al catàleg de Messier:

L’abril del 1782, vaig descobrir una petita nebulosa en el flanc esquerre del Serpentari, entre els estels Zeta Ophiuchi i Phi Ophiuchi, la posició de la qual no he observat amb precisió”.

Carta de la constel•lació del Serpentari, que mostra diversos objectes de Messier, entre ells l’M107, propers als límits de la constel•lació de l’Escorpí

És possible que, per la indeterminació de la posició, Méchain no es prengués la molèstia de comunicar la descoberta a Messier.

A baix augment, com en aquest dibuix de Jeremy Perez, l’M107 apareix com una petita nebulosa, tal com la va descriure Pierre Méchain en el 1782

Encara que la lletra de Méchain a Bernouilli fou publicada, el mateix 1782, per l’Acadèmia Reial de Ciències i Belles Lletres de Berlín (on residia Bernouilli) i per l’Astronomische Jahrbuch de Johann Elert Bode, no és estrany que les descobertes en elles reportades passessin desapercebudes a molts astrònoms, entre ells William Herschel.

Així, William Herschel, que observà aquest mateix objecte el 12 de maig del 1793, el va catalogar de manera independent, com a VI.40:

Un cúmul d’estels extremadament compromits, molt bell, extremadament ric, de 5 o 6 minuts d’arc de diàmetre; gradualment molt més comprimit cap al centre”.

Amb un instrument més potent, Herschel veia com a cúmul estel•lar ço que Méchain havia qualificat de nebulosa. Molts objectes que apareixen en el catàleg de Messier com a nebuloses foren caracteritzats després per Herschel com a cúmuls globulars. Però en aquest cas Herschel no coneixia la prioritat de descoberta de Méchain.

Astrofotografia de Guy Campeau, que ens mostra l’M107, amb la fesomia de cúmul d’estels extremadament comprimits que ja va descriure William Herschel el 1793

En el catàleg de Bedford, William Henry Smyth assigna l’entrada 579 a l’objecte catalogat per Herschel com a VI.40. Aquesta n’és la descripció, basada en observacions fetes pels volts de maig del 1837:

Un gran però pàl•lid cúmul granulat d’estels petits, en la cama dreta del Serpentari. Hi ha cinc estels telescòpics al voltant, disposats en forma de crucifix, quan el cúmul el situem dalt del camp; però la regió immediatament adjacent és relativament deserta. Després d’una llarga observació, aquest objecte sembla més comprimit en el centre, i deixa perplexa la ment per una agregació tan meravellosa. Fou descobert per William Herschel el maig del 1793, que en registrà un diàmetre de 5 o 6 minuts d’arc. El lloc mitjà (ascensió recta de 16h23m35s i declinació sud de 12º41’6’’) fou obtingut a partir de la diferenciació amb Zeta Ophiuchi, que hi dista uns 3º cap al SSO, en la línia entre Beta Scorpii i Beta Ophiuchi

John Herschel refereix aquest objecte en l’entrada 3637 del seu catàleg del 1847, basat en observacions fetes en la seva estada sud-africana. Concretament, anota una observació del 5 de juny del 1836:

Cúmul globular; molt ric; gradualment força més brillant cap al centre; diàmetre de 20 segons d’ascensió recta; el de la part més compacta és de 4,5 segons d’arc; estels ben separats”.

Com a coordenades, Herschel reporta una ascensió recta de 16h23m2,5s i una distància al pol nord de 102º40’17’’. Reconeix l’objecte com el catalogat com a VI.40 pel seu pare, però ignora la referència de Méchain.

En el Catàleg General aquesta entrada és trasllada a la 4211. Herschel sí reconeix en aquest cas la prioritat de la descoberta de Méchain. En tot cas, per descriure l’objecte (“cúmul globular; gran; molt ric; molt ben comprimit; rodó; ben resolt”) es basa en les observacions fetes per ell el 1836 i pel seu pare el 1793. Actualitza, això sí, les coordenades a l’any 1860: ascensió recta de 16h24m43s i distància al pol nord de 102º44’17,3’’.

El Nou Catàleg General, de John Dreyer, recull la mateixa descripció i coordenades, per bé que traslladant-les a l’entrada 6171.

Heber Curtis inclou l’NGC 6171 en el seu catàleg fotogràfic de 762 nebuloses i cúmuls, referint que és “un cúmul globular brillant; la part més brillant és de 3 minuts d’arc de diàmetre, amb extensions més febles d’uns 8 minuts d’arc”.

El primer suggeriment directe per incloure l’NGC 6171 és obra d’Helen B. Sawyer, en el seu article del 1948. Curtis es basà en el raonament que els objectes descoberts per Méchain entre el 1781 i el 1782 no inclosos en la versió definitiva del 1781 haurien fet cap al catàleg de Messier si hi hagués hagut cap revisió. Curtis rescatà les descobertes de Méchain a través del report que Bode havia fet de la lletra adreçada a Jean Bernouilli abans comentada:

Hom trobà una lletra llargament oblidada de Pierre Méchain en el Jahrbuch de Bode per al 1786… Enumera quatre nebuloses que ha descobert, i aquestes haurien de rebre lògicament nombres de Messiers com segueix: 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”.

L’augment continu de la popularitat del catàleg de Messier entre els astrònoms aficionats ha fet que en la literatura general, les denominacions NGC 6171 i M107 competeixin en popularitat, i que de vegades la de l’M107 tingui més èxit. És clar que hom pot demanar-se si és justificada aquesta addició al catàleg de Messier quan el propi Méchain, que durant uns anys fou editor de “La coneixença de la natura”, no trobà adient corregir la versió del catàleg fixada en la primavera del 1781. Sigui com sigui, si admetem aquestes i altres addicions al catàleg de Messier (que les admetem nosaltres ho prova la pròrroga del nostre viatge), haurem d’assenyalar, a més, que l’M107 fou l’objecte del catàleg descobert en una data més tardana.

En l’escala de concentració de Shapley-Sawyer, l’M107 sol incloure’s en el grup X, és a dir en la banda “menys concentrada” de l’escala. Una de les raons d’aquesta classificació podria deure’s a la presència de material interestel•lar esfosquidor dins del cúmul, que fa la sensació d’irregularitat en la distribució d’estels. Aquesta característica, l’ha convertit en un cúmul d’interès per a l’estudi de les interaccions entre els estels i les regions interestel•lars, raó per la qual Kenneth Glyn Jones, per exemple, deia que cúmuls globulars com aquest són “importants ‘laboratoris’ on estudiar el procés pel qual evolucionen les galàxies”. Al capdavall, els cúmuls globulars són també designats de vegades com a microgalàxies. Goldsbury et al. (2010) inclogueren l’NGC 6171 en un llistat de 65 cúmuls globulars de la Via Làctia, dels quals determinaren la morfologia el•líptica i distribució interna de densitats.

Hom ha estimat la velocitat radial de l’NGC 6171 en 147 km•s-1 (d’aproximació).

L’índex de metal•licitat dels estels de l’NGC 6171 ha estat estimat de vegades en la banda intermèdia. Forbes & Bridges (2010), en el marc d’un ample exam dels cúmuls globulars coneguts de la Via Làctia, estimaven l’índex de metal•licitat en un valor més baixa (-0,95 en escala logarítimica).

Hom ha arribat a comptar 25 estels variables en l’NGC 6171.

L’NGC 6171, de prop

Regió central de l’NGC 6171, fotografiada pel telescopi orbital Hubble. La imatge té una amplada equivalent a 21 anys-llum

Si comptem fins a la perifèria del cúmul, fins just allà on s’esfilagarsa, el diàmetre de l’NGC 6171 seria d’uns 79 anys-llum. Malgrat això bona part dels estels es concentren en un radi inferior als 9 anys-llum. Malgrat tot, no trobem ací el nivell de concentració material que apareix en altres cúmuls globulars.

L’NGC 6171, fotografiada per un telescopi superficial (observatori euro-xilè de La Silla). La imatge és el resultat de la combinació de fotografies fetes en les bandes del blau, el verd i l’infraroig

L’NGC 6171 és, com tot cúmul globular, una mena de microgalàxia, en lenta òrbita al voltant de la galàxia mare de la qual fou expel•lida en temps primigenis. L’edat mitjana dels estels que l’integren és considerable, i remunta als orígens mateixos de la galàxia. La massa agregada, resultant de la suma de desenes de milers d’estels, és de 3,62•1035 kg.

Moltes vegades abans, especialment en la primera part del nostre periple, hem solcat per l’interior d’aquestes microgalàxies densificades. Ara ho fem per última vegada, abans d’emprendre ja les darreres etapes del nostre viatge.

Arxivat a Ciència i Tecnologia