Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier. Epíleg: retorn a la Terra

Hem arribat a la fi del nostre periple intergalàctic. No hi ha un “Messier 111” o “M111” a visitar. Hem de tornar, doncs, al punt inicial (M0), és a dir el nostre planeta Terra i la ciutat de París. Abandonem, doncs, la darrera galàxia del catàleg ampliat, l’M110 (NGC 205) en direcció a casa, i creuem els darrers 2.690.000 anys-llum (825 kiloparsecs; 2,54•1022 m) d’aquest viatge. Deixem l’entorn de la Galàxia de l’Andròmeda en direcció a la nostra pròpia galàxia, la Via Làctia, a la qual encarem vers la cara sud. Ens orientem cap a un sector perifèric, situat en el Braç (denominació generosa) d’Orió, i cap a un modest nan groc, el Sol, i el seu sistema planetari. És en el tercer planeta (Sol d; Terra; Tellus) on frenem, i ens deixem caure fins a la ciutat de París, on Charles Messier va construir el seu catàleg entre el 1771 i la primavera del 1781.

La descoberta i coneixement de les nebuloses i cúmuls estel•lars: una tasca col•lectiva

La primavera del 1781, Charles Messier ja havia creuat (el 26 de juny del 1780) la barrera dels 50 anys. Havien passat 37 anys del Gran Cometa de Sis Cues que havia observat de ben jove, o 33 de l’eclipsi solar anul•lar del 25 de juliol del 1748. Feia 30 anys que anotava observacions astronòmiques i 17 que era membre de la Royal Society. Ja hem comentat en ocasions anteriors com el 30 de juny del 1770 ingressà en l’Acadèmia Francesa de Ciències. Als 50 anys ja havia descobert nou cometes (dels quals vuit porten el seu nom en reconeixement de la prioritat: C/1760 B1, C/1763 S1, C/1764 A1, C/1766 E1, C/1769 P1, C/1771 G1, C/1773 T1, C/1780 U2) i seguit la trajectòria de molts més, a ull nu o amb aparells òptics. Ni tan sols en la dècada que dedicà activament al seu “catàleg de nebuloses i cúmuls estel•lars” va deixar d’ésser, essencialment, “le furet des comètes” (com l’havia designat Lluís XV, rei traspassat el 1774). De fet, l’impuls inicial de bastir el seu catàleg era el d’identificar aquells objectes fixos que, pel seu caràcter d’aparença cometària, podrien confondre’s amb els cometes autèntics. No obstant, Messier va comprendre també que aquests objectes nebulosos fixos no eren pas anecdòtics, sinó un fet ben estès de l’esfera celeste.

Potser una de les raons que van fer que Charles Messier desistís de fer noves revisions del seu catàleg (que quedà, en la versió impresa, en 103 entrades) és que d’altres (començant per William Herschel) ja es dedicaven de ple a la tasca. En la dècada dels anys 1780, Messier va descobrir més cometes, bé en solitari (C/1780 U2, C/1788 W1) o bé de manera compartida amb Pierre Méchain (C/1785 A1) o amb Alexis Bouvard (1767-1843). El seu còmput global entre el 1760 i el 1801 és d’una vintena de cometes descoberts (dotze amb prioritat) i de quaranta-quatre cometes estudiats. Tot i això, en aquests anys, el catàleg de Messier, publicat cada any a la “Coneixença dels Temps”, donà fama i reconeixement singular a aquest astrònom entre els seus col•legues.

Bona part de les seves observacions, Messier les va fer des de l’Hôtel de Cluny, amb un telescopi de quatre polsades d’obertura focal. Això limità el catàleg de Messier a objectes de magnituds aparents superiors a +10. Construït el 1334, i remodelat entre el 1485 i el 1510, l’Hôtel de Cluny és actualment “el Museu de l’Edat Mitjana”.

Charles Messier havia fet carrera gràcies a les institucions militars i científiques del Regne de França. De fet, l’Observatori de Cluny havia estat construït per Joseph-Nicolas Delisle (1688-1768), qui, fins a retirar-se en el 1763, havia estat l’astrònom de la Marina Reial. Més enllà de la utilitat pràctica de l’astronomia en la navegació, el cultiu de les ciències, i de l’astronomia en particular, fou compartit pels diversos règims polítics que s’havien de succeir durant la vellesa de Messier. Lluís XVI, el nét de Lluís XV, va haver d’acceptar una monarquia constitucional el 4 de setembre del 1791, després de dos anys llargs de procés revolucionari. Charles Messier, com els seus connacionals, esdevingué un “Ciutadà”. Lluís XVI, eventualment decapitat, donà pas, el 21 de setembre del 1792, a la República Francesa. L’Observatori de Cluny continuà en funcionament malgrat els successius canvis de règim: Convenció nacional (1792-1795), Directori (1795-1799), Consulat (1799-1804) i Imperi (1804-1814). A partir dels 70 anys, Messier es retira de l’activitat observacional. El 1806 va rebre la Creu de la Legió d’Honor de les mans de l’Emperador. En una memòria redactada per aquella època Messier recordava el Gran Cometa del 1769, que ell mateix havia estudiat, i sota el signe del qual hauria nascut el Gran Cors. Els cometes, però, arriben i se’n van. Quan, el 12 d’abril del 1817, Charles Messier es moria a París a l’edat de 86 anys, un germà de Lluís XVI, el comte d’Artois, regnava com a “rei de França i Navarra”.

Charles Messier és soterrat al Cementiri de Pére Lachaise

Però el catàleg de Charles Messier no fou obra exclusivament de Charles Messier. Especialment, en les darreres ampliacions foren vitals les contribucions de Pierre Méchain. La primavera del 1781, Pierre Méchain té 37 anys. Dels tres fills que tindria amb Barbe-Thérèse Marjou, ja havia nascut el gran, Jérôme (1780), que havia d’ésser astrònom com son pare. En el 1782, Méchain ingressà en l’Acadèmia de Ciències i, en el 1789, en la Royal Society.

En el 1785, Pierre Méchain esdevenia l’editor de Connaissance des Temps. Aquesta publicació d’efemèrides astronòmiques havia estat iniciada més de cent anys abans, el 1679, per Jean Picard (1620-1682). Ja hem vist com aquest anuari era publicat amb tres d’anys d’avançament. Des del 1771 (és a dir, des de volum dedicat a l’any 1774), contenia el catàleg de Charles Messier, revisat any rere any fins a la primavera del 1781 (és a dir, per al volum del 1784). Méchain, malgrat disposar d’observacions pròpies, no alterà el catàleg durant el seu període com a editor, que va concloure en el 1792 en mig de la revolució i de la guerra. En el 1795, la tasca d’edició de la Connaissance fou encomanada al “Bureau des Longitudes”. Actualment, l’elabora l’Institut de Mecànica Celeste i de Càlcul d’Efemèrides (IMCCE). Amb 335 anys, la Connaissance des Temps és la publicació d’aquestes característiques en funcionament més antiga del món.

No obstant, les contribucions per les quals Méchain és més recordat són les geodèsiques, començant per les contribucions a la diferència de longitud entre París i Londres (tasca dirigida per Jean Dominique Cassini, en el 1787). En el 1791 començà la seva implicació en la mesura de l’arc de meridià entre Dunkirk i Barcelona, és a dir l’arc del meridià de París que passa per la massa continental europea. Aquesta empresa, realitzada en el mig dels conflictes del període revolucionari, ha estat sovint visitada fins a les anècdotes més precises.

Mapa que mostra les triangulacions realitzades per tal de mesurar l’arc de meridià entre Dunkirk i Barcelona. A sota tenim les triangulacions per allargar-lo fins a Mallorca

Méchain també havia esdevingut el Ciutadà Méchain. Les tasques del meridià li comportaren sovint retencions i detencions per part de les autoritats. L’esclat de la guerra entre França i Espanya el va sorprendre a Barcelona. Les autoritats espanyoles l’internaren com a agent de la França revolucionària, i les franceses li confiscaren les propietats a París com a emigrat reaccionari. Posat en llibertat, Méchain marxà cap a Itàlia i no retornà a l’estat francès fins el 1795, quan el Termidor donava pas a un règim més avinent.

Pierre Méchain (1744-1804). El catàleg de Messier bé podria denominar-se Messier-Méchain. Dels 110 objectes del catàleg ampliat, 26 són descobertes de Méchain. En les darreres entrades del catàleg Messier tingué prou amb les observacions de Méchain per consignar-los. Helen Sawyer-Hogg, de fet, emprà una lletra de Méchain a Jean Bernouilli (1744-1807) per designar els objectes 104-109.

Méchain es resistia a donar per acabats els treballs sobre el meridià, degut a una anomalia de 3 segons d’arc. Per resoldre la qüestió calia tornar al sud. La millora de les relacions polítiques entre la República Francesa i el Regne d’Espanya va fer possible reprendre la tasca del meridià. En el marc d’aquests treballs, Méchain, que ja passava de la seixantena, emmalatí de febre groga a Castelló de la Plana, on traspassà el 20 de setembre del 1804.

El catàleg de Messier-Méchain, però, té tot un seguit d’antecedents. Alguns dels objectes inclosos són visibles a ull nu i, en aquest sentit, formen part de l’astronomia de totes les cultures de la Terra. Així, en el nostre viatge, en alguns casos ens hem pogut remuntar segles i mil•lennis, recollir tradicions orals (aedes com Homer i Hesíode) i documentació dels grans astrònoms de l’antiguitat xinesa, indostànica o babilònica. O la d’astrònoms, filòsofs i poetes de l’antiguitat grega com Aristòtil (384-322 a.e.c.), Àratos de Soli (315-240 a.e.c.), Hiparcos de Nicea (190-120 a.e.c.) o Claudi Ptolomeu (90-168).

D’altres “objectes de Messier”, foren descoberts o estudiats per astrònoms com Abd al-Rahman al-Sufi (903-986), Ulugh Beg (1394-1449), Galileo Galilei (1564-1642), Johann Bayer (1572-1625), Simon Marius (1573-1625), Nicolau Glaudi Fabri de Peiresc (1580-1637), Baptista Cysatus (1587-1657), Ismaël Bullialdus (1605-1694), Jan Hevelius (1611-1687), Jan-Dominic Cassini (1625-1712), Johann Abraham Ihle (1627-1699), Christian Huygens (1629-1695), Gottfried Kirch (1639-1710), John Flamsteed (1646-1719), Margarethe Kirch (1670-1720), Jan-Jacme d’Ortos de Mairan (1678-1771), John Bevis (1695-1771), Jean-Dominique Maraldi (1709-1788) o l’Abbé Nicolas Louis de La Caille (1713-1762).

Catalogacions pioneres de nebuloses fixes o de cúmuls estel•lars són les de Giovan Battista Hodierna (1597-1660), Edmond Halley (1656-1742), William Derham (1657-1735), Jean-Philippe Loys de Chéseaux (1718-1751) o Guillaume Le Gentil (1725-1792).

De manera gairebé contemporània a Charles Messier, tenim els catàlegs de nebuloses i cúmuls estel•lars d’astrònoms com Johann Elert Bode (1747-1826) i de Johann Gottfried Koehler (1745-1801), i les observacions d’Antòni Darquier de Pellepois (1718-1802), de Barnaba Oriani (1752-1832) i d’Edward Pigott (1753-1825).

El telescopi de 40 peus de William Herschel generà una nova onada de descobertes astronòmiques

Els germans William (1738-1822) i Caroline (1750-1848) Herschel foren lectors assidus del catàleg de Messier. William Herschel, en catàlegs successius (1786, 1789 i 1802), classificà els “objectes del cel profund” en vuit categories: I) nebuloses brillants; II) nebuloses febles; III) nebuloses molt febles; IV) nebuloses planetàries; V) nebuloses molt grans; VI) cúmuls estels molt comprimits i rics; VII) cúmuls comprimits d’estels petits i grans; VIII) cúmuls escampats d’estels.

Hereu de la tasca del seu pare William, John Herschel (1792-1871) és l’autor del Catàleg General de Nebuloses i Cúmuls Estel•lars (1864), amb la voluntat de cobrir tots els “objectes del cel profund”.

Catàleg no tan extens és el que l’almirall William Henry Smyth (1788-1865) va elaborar a partir de les seves lectures i a partir de la seva pròpia feina al seu observatori privat de Bedford. També és valuós, per haver-se elaborat en l’hemisferi sud, el catàleg de James Dunlop (1793-1848)

El catàleg de referència, però, és el Nou Catàleg General (1888; amb 7840 objectes), elaborat per John Dreyer (1852-1926) a partir del Catàleg General. En l’NGC han treballat en ajornaments, entre molts d’altres, Jack W. Sullentic i William G. Tifft, autors de l’RNGC del 1973. També del 1973 és el Catàleg General de Galàxies d’Uppsala (UGC), que inclou 12.921 galàxies de l’hemisferi nord celeste. El passat 28 de desembre ens deixava Halton C. Arp (*1927), autor de l’Atles de Galàxies Peculiars (1964), un dels catàleg específics de galàxies més influents.

El Gran Telescopi Leviatan, al Castell de Birr, propietat de Lord Rosse

En el Nou Catàleg General pren gran rellevància la referència als grans observadors astronòmics que, aprofitant la potència dels nous telescopis, dibuixaren amb detall aquests objectes del cel profund. William Parsons (1800-1867), més conegut pels seus títols de Lord Oxmantown (fins el 1841) i Lord Rosse (fou el Tercer Comte de Rosse), n’és un exemple destacat. Però també hem de parlar de Carl Ludwig Christian Rümker (1788-1862), William Lassell (1799-1880), Thomas William Webb (1807-1885), del pare jesuïta Angelo Secchi (1818-1878), Ernst Wilhelm Leberecht Tempel (1821-1889), de Heinrich Louis d’Arrest (1822-1875) o de Hermann Carl Vogel (1841-1907).

Des de final del segle XIX, la disciplina de la història d’astronomia ha adquirit una maduresa pròpia, alhora servint com a disciplina auxiliar de l’astronomia i com a branca de la història de la ciència. Els objectes de Messier, doncs, han ocupat recerques històriques com les de R. H. Allen (1838-1908), Camille Flammarion (1842-1925), John Ellard Gore (1845-1910) o Guilhèm Bigordan (1851-1932).

No podríem anotar pas ara tots els astrònoms que han fet contribucions sobre els “objectes del cel profund”. Cal esmentar, en tot cas, els estudis espectrals pioners de William Huggins (1824-1910); les contribucions astrofogràfiques d’Isaac Roberts (1829-1904) i d’Heber Curtis (1872-1942); els estudis de nebuloses d’Agnes M. Clerke (1842-1907), d’E. E. Barnard (1857-1923) i de Francis Gladheim Pease (1881-1938); les investigacions sobre cúmuls estel•lars de Julius Schmidt (1825-1884), de Friedrich August Theodor Winnecke (1835-1897), de Solon I. Bailey (1854-1931), d’Oswald Thomas (1882-1963), de Harlow Shapley (1885-1972) i de Robert Julius Trumpler (1886-1956); els estudis galactològics d’Edwin Hubble (1889-1953), de Carl Keenan Seyfert (1911-1960) i de Gérard de Vaucouleurs (1918-1995).

El catàleg de Messier, en ell mateix, és objecte alhora d’un interès històric i astronòmic. Són molts els qui han dedicat esforços a estudiar-lo i divulgar-lo, però cal tindre un especial esment per Helen Davies (f. 1917), Helen Sawyer-Hogg (1905-1993), John H. Mallas (mort el 1975), Kenneth Glyn Jones (1915-1995), T. F. Morris (f. 1959), Owen Gingerich (*1930), William C. Williams (f. 1969) o Henk Bril (*1962).

Gràcies a la tasca d’edició de Hartmut Frommert i Christine Kronberg, entre d’altres, el Catàleg de Messier adquireix vida pròpia en una excel•lent pàgina web. Són molts altres els astrònoms que mantenen pàgines web que contenen dibuixos i fotografies dels objectes de Messier. A tall d’exemple destacat esmentarem els dibuixos de Jeremy Perez i les fotografies de Hunter Wilson.

Planisferi celeste que indica la distribució i tipologia dels objectes de Messier. La distribució d’aquests objectes ha permès la celebració de “maratons de Messier”, en les quals els participants han d’aconseguir observar (i fotografiar, si escau) el nombre més elevat possible d’objectes en una sola nit. De fet, a latituds pels volts del 25ºN (Àfrica del Nord, Aràbia, Àsia del Sud, Hawaii’, Mèxic, etc.), entre mitjans de març i començament d’abril, els 110 objectes de Messier, en un moment o altre de la nit són per damunt de l’horitzó. Les millors nits, és clar, són les de lluna nova, i les que coincideixen amb cels més diàfans. Els objectes de Messier més boreals (M52, M81, M82 i M103) són els primers que impedeixen fer maratons completes a partir de les latituds mitjanes de l’hemisferi sud. De totes formes, de maratons de Messier se’n pot fer en condicions subòptimes, com per exemple cap a final de setembre. El maratonià, en qualsevol cas, comença a pentinar el cel nocturn per ponent, i segueix avançant després cap a l’est, fins a concloure la nit pel cel de llevant. La distribució dels objectes de Messier no és uniforme, i hi ha agregacions, particularment en el camp de galàxies de la Verge/Cabellera de Berenice, que demanem més temps i precisió.

El Catàleg de Messier, en les dues i en els tres dimensions

La nostra nau taquiònica, després d’una frenada monumental, posa suaument damunt en el pati de l’Hôtel de Cluny. Hem tornat al nostre punt de partida després de 111 etapes. En 777 dies hem recorregut 1,17•109 anys-llum (359 megaparsecs; 1,11•1025 m). Hem viatjat, doncs, a una velocitat mitjana de 1,65•1017 m•s-1 (5,52•108 c). Estalviem als nostres lectors la despesa energètica, no tan sols de la velocitat mitjana, sinó de les monstruosíssimes acceleracions que fèiem entre cada etapa lineal. Ben mirat, potser hauríem d’haver fet un càlcul previ per minimitzar la distància a recórrer per visitar tots i cadascun dels objectes de Messier. Ara bé, llavors no hauríem pogut seguir l’ordre numèric.

Aquest ordre numèric respon, a grans trets, a un ordre cronològic de determinació precisa de posició de l’objecte per part de Charles Messier (o, en alguns pocs casos, de Pierre Méchain). Així, de la mateixa manera, que per a una marató de Messier cal prescindir dels nombres i batre d’acord amb l’ordre de les constel•lacions, potser per aquesta nostra marató tridimensional hauríem d’haver anat pas a pas.

En primer lloc hauríem d’haver reflexionat sobre la disposició tridimensional dels objectes de Messier. Diferents factors condicionen aquesta disposició. El mateix Charles Messier era conscient que el seu catàleg, elaborat des de París, no podia abastar els objectes situats en latituds mitjanes i altes de l’hemisferi sud celeste. Tan sols uns pocs objectes de Messier, situats en la constel•lació de Sagitari tenen latituds superiors a una declinació sud de 30º. D’altra banda, Messier va centrar el seu interès en les constel•lacions zodiacals i perizodiacals, ja que en aquestes constel•lacions és on apareixen la majoria de cometes. Una altra limitació fonamental la trobem en la Via Làctia, franja lletosa del cel que resulta de la projecció del disc de la nostra galàxia en l’esfera celeste. Ja Galileu havia mostrat que la Via Làctia consisteix en estels telescòpics, i això mateix fa difícil diferenciar, en les regions del cel que recorre, entre els objectes del cel profund (nebuloses i cúmuls estel•lars) i el propi fons galàctic.

Els objectes de Messier els podem classificar d’acord amb la distància en la qual es troben de la Terra. William Herschel fou un dels primers astrònoms en intentar una valoració quantitativa de la profunditat espacial, però no fou fins els anys 1920 que hom començà a tindre una idea general del nostre univers, un univers de galàxies, en el qual la Via Làctia és una més.

Els objectes de Messier més propers són els que se situen en el disc galàctic. D’una banda tenim les regions astrogèniques que poden consistir en una nebulosa en la qual trobem un cúmul obert incipient, un cúmul obert jove amb material nebulós encara considerable o un cúmul obert madur integrat gairebé exclusivament per estels. De l’altra banda, tenim les nebuloses que deriven de l’evolució d’un estel madur, bé en forma de “nebuloses planetàries” o de “romanents de nebulosa”. Encara hauríem d’afegir els casos de l’M40 i de l’M73, que consisteixen en asterismes d’estels no vinculats físicament.

El disc galàctic a uns 2000 anys-llum a la rodona del nostre Sol

El disc galàctic a uns 10.000 anys-llum a la rodona del nostre Sol. La densitat del disc impedeix en bona mesura distingir els objectes individuals situats gaire més enllà. De manera, que el catàleg de Messier, pel que fa als objectes del disc galàctic, únicament contempla els situats en el nostre sector del Braç d’Orió i en els sectors veïns dels braços immediats de Perseu (més perifèric) i de Sagitari (més central)

Aquestes visites dins del disc galàctic s’han esquitxat en salts cap en fora, en direcció als cúmuls estel•lars globulars que poblen els dos hemisferis de l’halo de la Via Làctia, a més o menys distància del centre i del pla galàctics.

Mapa que mostres les posicions dels 119 cúmuls globulars coneguts que es troben a distàncies inferiors a 50.000 anys-llum del centre de la Via Làctia. Alguns d’aquests cúmuls globulars els hem visitat en un moment o altre del nostre viatge

En la primera part del nostre viatge, corresponent a les 45 entrades de la primera edició del catàleg de Messier, ens havíem limitat a visitar objectes de la Via Làctia. Tan sols en una ocasió havíem fet una excursió intergalàctica, per visitar les galàxies espirals de l’Andròmeda (M31) i del Triangle (M33). Però fins i tot en aquest cas, es tractava de visitar galàxies situades dins del nostre propi Grup Local.

El Grup Local de Galàxies queda conformat per les tres galàxies espirals principals, l’Andròmeda, la nostra Via Làctia i la Galàxia del Triangle. A banda de les galàxies satèl•lits d’aquestes tres, també trobem tot un seguit de galàxies nanes que completen el Grup

No fou fins a l’etapa 49 que férem la primera etapa intergalàctica de llarg recorregut. A partir de llavors la majoria de les etapes han estat intergalàctiques. En el curs d’aquesta segona etapa, per bé que hem fet retorns puntuals a la Via Làctia, hem pogut conèixer força d’un autèntic cúmul galàctic: el Cúmul de Virgo. També hem visitat diversos grups galàctics: el Grup de l’M81, el Grup de Canes I, el Grup de l’NGC 5128, el Grup de l’M101, el Grup de Canes II, el Grup de Leo I, els Grups d’Ursa Major. Tots ells formen part del Supercúmul Local o de Virgo, un ensamblatge de cúmuls i grups galàctics.

El Supercúmul Local o de Virgo s’estructura al voltant de tres autèntics cúmuls galàctics: Virgo, Fòrnax i Eridanus. Nosaltres només hem visitat el Cúmul de Virgo, ja que Messier, des de París estant, no podia observar els altres dos. A banda dels tres cúmuls, un gran nombre de grups galàctics, entre ells, el nostre Grup Local, completa l’estructura

Si ens ho mirem en l’escala supercumular, les nostres passejades han estat ben tímides. Tan sols hem recorregut una porció del Supercúmul de Virgo. I encara així el Supercúmul de Virgo és dels més modestos, quan el comparem amb supercúmuls veïns (com el de Centaurus, Perseus-Pisces o Pavo-Indus). Si els més de 1.000 milions d’anys-llum que hem recorregut, els haguessin fet en línia recta no hauríem més que solcat un percentatge relativament petit de les dimensions de l’univers observable.

En tot cas, concloem aquest viatge, entre històric i astronòmic. La setmana vinent, doncs, haurem d’emprendre un altre.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
2 comments on “Un viatge (inter)galàctic a través del catàleg de Charles Messier. Epíleg: retorn a la Terra
  1. Oriol López ha dit:

    Ha estat un viatger fascinant!

  2. […] aquesta fantàstica sèrie d’articles, de ben segur la millor informació sobre el Catàleg Messier en català. I us proposo començar el viatge pel final que ha triat el seu autor, en Dídac López. Per a […]

Els comentaris estan tancats.

%d bloggers like this: