¡Bienvenido de nuevo a Messier Monday! En nuestro continuo homenaje al gran Tammy Plotner, echamos un vistazo al cúmulo globular conocido como Messier 54.
Durante el siglo XVIII, el famoso astrónomo francés Charles Messier notó la presencia de varios "objetos nebulosos" en el cielo nocturno. Habiéndolos confundido originalmente con cometas, comenzó a compilar una lista de estos objetos para que otros no cometieran el mismo error que él. Con el tiempo, esta lista (conocida como el Catálogo Messier) incluiría 100 de los objetos más fabulosos en el cielo nocturno.
Uno de estos objetos es el cúmulo globular conocido como Messier 54. Ubicado en la dirección de la constelación de Sagitario, este cúmulo alguna vez se pensó que era parte de la Vía Láctea, ubicada a unos 50,000 años luz de la Tierra. En las últimas décadas, los astrónomos han llegado darse cuenta de que en realidad es parte de la galaxia enana de Sagitario, ubicada a unos 87,000 años luz de distancia.
Lo que estás viendo:
Huyendo de nosotros a una velocidad de 142 kilómetros por segundo, este globo compacto de estrellas podría tener hasta 150 años luz de diámetro y hasta 87,400 años luz. Espera ... Aguanta la prensa ... ¿Casi 90 mil años luz? Si. ¡Messier 54 no es parte de nuestra propia Vía Láctea!
En 1994, los astrónomos hicieron un descubrimiento bastante impactante ... este difícil de resolver globular era en realidad parte de la galaxia elíptica enana de Sagitario. Como Michael H. Siegal (et al) dijo en su estudio:
“Como parte de la Encuesta ACS de Cúmulos Globulares Galácticos, presentamos una nueva fotometría del Telescopio Espacial Hubble del cúmulo globular masivo M54 (NGC 6715) y el núcleo superpuesto de la galaxia dSph Sagitario (Sgr) con interrupción de la marea. Nuestra fotometría profunda (F606W ~ 26.5) de alta precisión produce un diagrama de magnitud de color detallado sin precedentes que muestra la rama horizontal azul extendida y múltiples secuencias principales del sistema M54 + Sgr. Múltiples desvíos indican la presencia de al menos dos épocas de formación estelar de edad intermedia con edades de 4 y 6 Gyr y [Fe / H] = - 0.4 a -0.6. También mostramos claramente, por primera vez, una población prominente, ~ 2.3 Gyr de edad Sgr de abundancia casi solar. También se indica una población traza de estrellas aún más jóvenes (~ 0.1-0.8 Gyr de edad), más ricas en metales ([Fe / H] ~ 0.6). La relación edad-metalicidad Sgr es consistente con un modelo de caja cerrada y múltiples (4-5) explosiones de formación estelar durante toda la vida útil del satélite, incluido el tiempo desde que Sgr comenzó a interrumpirse ".
Dentro de sus profundidades compactas acechan al menos 82 estrellas variables conocidas, 55 de las cuales son del tipo RR Lyrae. Pero los astrónomos que usan el telescopio espacial Hubble también han descubierto que hay dos variables rojas semi-regulares con períodos de 77 y 101 días. Kevin Charles Schlaufman y Kenneth John Mighell del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica explicaron en su estudio:
“La mayoría de nuestras estrellas variables candidatas se encuentran en las imágenes de PC1 del centro del cúmulo, una región donde no se han reportado variables en estudios previos de variables terrestres en M54. Estas observaciones no se pueden hacer desde el suelo, incluso con AO, ya que hay demasiadas estrellas por elemento de resolución en las observaciones terrestres ".
Pero, ¿qué otros tipos de estrellas inusuales podrían descubrirse dentro de un laboratorio evolutivo estelar cósmico tan distante? ¡Prueba un fenómeno conocido como Blue Hook Stars! Como dijo Alfred Rosenberg (et al) en su estudio:
“Presentamos fotometría BV centrada en el cúmulo globular M54 (NGC 6715). El diagrama de magnitud de color muestra claramente una rama horizontal azul que se extiende de manera anómala más allá de los modelos teóricos de rama horizontal de edad cero. Hasta ahora, se sabe que este tipo de estrellas de rama horizontal (también llamadas estrellas de “gancho azul”), que van más allá del límite inferior de la masa envolvente de estrellas canónicas de rama horizontal canónica, solo existen en unos pocos cúmulos globulares: NGC 2808, Omega Centauri (NGC 5139), NGC 6273 y NGC 6388. Esos cúmulos, como M54, se encuentran entre los más luminosos de nuestra galaxia, lo que indica una posible correlación entre la existencia de estos tipos de estrellas de rama horizontal y la masa total del racimo. Una brecha en la rama horizontal observada de M54 alrededor de Teff = 27,000 K podría interpretarse dentro del escenario teórico de flash de helio tardío, que es una posible explicación del origen de las estrellas de anzuelo azul ".
Pero con las estrellas tan juntas, es más probable que ocurra aún más dentro del Messier 54. Como Tim Adams (et al) indicó en su estudio:
“Investigamos un medio para explicar la aparente escasez de estrellas gigantes rojas dentro de los cúmulos globulares posteriores al colapso del núcleo. Proponemos que las colisiones entre los gigantes rojos y los sistemas binarios pueden conducir a la destrucción de una proporción de la población gigante roja, ya sea al noquear el núcleo del gigante rojo o al formar un sistema de envoltura común que conducirá a la disipación de la población. Sobre gigante rojo. Tratando al gigante rojo como dos masas puntuales, una para el núcleo y otra para la envoltura (con una ley de fuerza apropiada para tener en cuenta la distribución de la masa), y los componentes del sistema binario también tratados como masas puntuales, utilizamos un código de cuatro cuerpos para calcular las escalas de tiempo en las que ocurrirán las colisiones. Luego realizamos una serie de corridas de hidrodinámica de partículas suaves para examinar los detalles de la transferencia de masa dentro del sistema. Además, mostramos que las colisiones entre estrellas individuales y gigantes rojas conducen a la formación de un sistema de envolvente común que destruirá la estrella gigante roja. Encontramos que la colisión a baja velocidad entre sistemas binarios y gigantes rojos puede conducir a la destrucción de hasta el 13 por ciento de la población de gigantes rojos. Esto podría ayudar a explicar los gradientes de color observados en los racimos globulares de PCC. También encontramos que existe la posibilidad de que los sistemas binarios formados a través de ambos tipos de colisión eventualmente entren en contacto, tal vez produciendo una población de variables cataclísmicas ".
Pero los descubrimientos aún no han terminado ... Debido a que los estudios de 2009 han revelado evidencia de un agujero negro de masa intermedia dentro del Messier 54, el primero que se ha descubierto en un cúmulo globular.
“Reportamos la detección de una cúspide de densidad estelar y un aumento de la dispersión de velocidad en el centro del cúmulo globular M54, ubicado en el centro de la galaxia enana Sagitario (Sgr). La dispersión de la velocidad de la línea de visión central es de 20.2 ± 0.7 km s-1, disminuyendo a 16.4 ± 0.4 km s-1 en 2farcs5 (0.3 pc). Modelar los perfiles de cinemática y densidad de superficie como la suma de un modelo King y una masa puntual produce una masa de agujero negro de ~ 9400 M de sol ". dice R. Ibata (et al), “Sin embargo, las observaciones pueden explicarse alternativamente si las estrellas de la cúspide poseen anisotropía radial moderada. Un análisis de Jeans del núcleo Sgr revela una fuerte anisotropía tangencial, probablemente una reliquia de la formación del sistema ".
Historia de observación:
El 24 de julio de 1778, cuando Charles Messier vio por primera vez esta tenue borrosa, no tenía idea de que estaba a punto de descubrir el primer cúmulo globular extragaláctico. En sus notas escribe: “Nebulosa muy tenue, descubierta en Sagitario; su centro es brillante y no contiene estrella, visto con un telescopio acromático de 3.5 pies. Su posición ha sido determinada por Zeta Sagittarii, de 3ª magnitud.
Años más tarde, Sir William Herschel también estudiaría M54, y en sus notas privadas escribe: “Una nebulosa redonda y resoluble. Muy brillante en el medio y el brillo disminuye gradualmente, aproximadamente 2 1/2 'o 3' de diámetro. 240 muestra estrellas demasiado grandes en la parte débil de la nebulosa, pero supongo que no tienen conexión con la nebulosa. Creo que no es otro que un cúmulo en miniatura de estrellas muy comprimidas ".
Incontables otras observaciones seguirían a medida que el M54 fuera catalogado por otros astrónomos y cada uno a su vez lo describiría solo como teniendo un núcleo mucho más brillante y algo de resolución alrededor de los bordes. ¡Diviértete intentando descifrar este!
Localización de Messier 54:
M54 no es difícil de encontrar ... Simplemente salte a Zeta Sagittarii, la estrella más teatral del sudoeste de la "tetera" de Sagitario y salte medio grado al sur y un ancho de dedo (1.5 grados) al oeste. ¡El problema es verlo! En óptica pequeña, como binoculares o un visor, parecerá casi estelar debido a su pequeño tamaño. Sin embargo, si solo busca lo que parece una estrella más grande y tenue que no se enfocará perfectamente, entonces lo habrá encontrado.
En telescopios más pequeños, no obtendrá resolución en este cúmulo globular de clase III porque es muy denso. A la apertura grande tampoco le va mucho mejor, ya que solo algunas estrellas individuales hacen su aparición en los perímetros exteriores. Debido a su magnitud y tamaño, Messier 54 se adapta mejor a las condiciones de cielo oscuro.
Y aquí están los datos rápidos sobre este Objeto Messier para ayudarlo a comenzar:
Nombre del objeto: Messier 54
Designaciones alternativas: M54, NGC 6715
Tipo de objeto: Cúmulo globular extragaláctico clase III
Constelación: Sagitario
Ascensión recta: 18: 55.1 (h: m)
Declinación: -30: 29 (grados: m)
Distancia: 87.4 (por hora)
Brillo visual: 7.6 (mag)
Dimensión aparente: 12.0 (min de arco)
Hemos escrito muchos artículos interesantes sobre Messier Objects aquí en Space Magazine. Aquí está la Introducción de Tammy Plotner a los Objetos Messier, M1 - La Nebulosa del Cangrejo, M8 - La Nebulosa de la Laguna, y los artículos de David Dickison sobre los Maratones Messier de 2013 y 2014.
Asegúrese de revisar nuestro catálogo completo de Messier. Y para obtener más información, consulte la base de datos Messier de SEDS.
Fuentes:
- Objetos más desordenados - Messier 54
- SEDS - Messier 54
- Wikipedia - Messier 54
