MESSIER 54 - IL CLUSTER GLOBULARE NGC 6715

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Bentornato a Messier lunedì! Nel nostro tributo in corso al grande Tammy Plotner, diamo uno sguardo al cluster globulare noto come Messier 54!

Nel corso del XVIII secolo, il famoso astronomo francese Charles Messier notò la presenza di numerosi "oggetti nebulosi" nel cielo notturno. Dopo averli scambiati per comete, ha iniziato a compilare un elenco di questi oggetti in modo che altri non facessero lo stesso errore che aveva fatto. Con il passare del tempo, questo elenco (noto come il Catalogo Messier) includerebbe 100 degli oggetti più favolosi nel cielo notturno.

Uno di questi oggetti è l'ammasso globulare noto come Messier 54. Situato nella direzione della costellazione del Sagittario, un tempo si pensava che questo ammasso facesse parte della Via Lattea, situata a circa 50.000 anni luce dalla Terra, Negli ultimi decenni gli astronomi sono venuti rendersi conto che in realtà fa parte della Galassia nana del Sagittario, situata a circa 87.000 anni luce di distanza.

Cosa stai guardando:

Scappando da noi a una velocità di 142 chilometri al secondo, questo globo compatto di stelle potrebbe avere una larghezza di 150 anni luce di diametro e fino a 87.400 anni luce. Aspetta ... Tieni premuta la stampa ... Quasi 90 mila anni luce? Si. Messier 54 non fa parte della nostra galassia della Via Lattea!

Nel 1994 gli astronomi hanno fatto una scoperta piuttosto scioccante ... questo difficile da risolvere globulare faceva effettivamente parte della Galassia ellittica nana del Sagittario. Come ha affermato Michael H. Siegal (et al) nel loro studio:

“Come parte dell'ACS Survey of Galactic Globular Clusters, presentiamo la nuova fotometria Hubble Space Telescope del massiccio ammasso globulare M54 (NGC 6715) e il nucleo sovrapposto della galassia dSph del Sagittario (Sgr) disgregata. La nostra fotometria profonda (F606W ~ 26.5) e ad alta precisione produce un diagramma di intensità colore dettagliato senza precedenti che mostra il ramo orizzontale blu esteso e le sequenze principali multiple del sistema M54 + Sgr. Gli scostamenti multipli indicano la presenza di almeno due epoche di formazione stellare di età intermedia con età Gyr di 4 e 6 e [Fe / H] = da - 0,4 a -0,6. Mostriamo chiaramente, per la prima volta, una popolazione di quasi 2,3 Gyr di Sgr. È anche indicata una popolazione di tracce di stelle ancora più giovani (~ 0,1-0,8 Gyr), più ricche di metalli ([Fe / H] ~ 0,6). La relazione età-metallizzazione di Sgr è coerente con un modello a scatola chiusa e la formazione di stelle multiple (4-5) esplode per tutta la vita del satellite, compreso il tempo trascorso da quando Sgr ha iniziato a distruggere. "

All'interno delle sue profondità compatte si nascondono almeno 82 stelle variabili conosciute - 55 delle quali sono di tipo RR Lyrae. Ma gli astronomi che usano il telescopio spaziale Hubble hanno anche scoperto che ci sono due variabili rosse semi-regolari con periodi di 77 e 101 giorni. Kevin Charles Schlaufman e Kenneth John Mighell dell'Osservatorio nazionale di astronomia ottica hanno spiegato nel loro studio:

“La maggior parte delle nostre stelle variabili candidate si trovano sulle immagini PC1 del centro del cluster, una regione in cui non sono state riportate variabili da precedenti studi a terra delle variabili in M54. Queste osservazioni non possono essere fatte da terra, anche con AO poiché ci sono troppe stelle per elemento di risoluzione nelle osservazioni a terra. "

Ma quali altri tipi di stelle insolite potrebbero essere scoperti all'interno di un laboratorio evolutivo stellare cosmico così distante? Prova un fenomeno noto come stelle a gancio blu! Come ha detto Alfred Rosenberg (et al) nel loro studio:

“Presentiamo la fotometria BV centrata sul cluster globulare M54 (NGC 6715). Il diagramma intensità colore mostra chiaramente un ramo orizzontale blu che si estende in modo anomalo oltre i modelli teorici del ramo orizzontale di età zero. Questo tipo di stelle a ramo orizzontale (chiamate anche stelle a "gancio blu"), che vanno oltre il limite inferiore della massa dell'involucro di stelle calde canoniche a ramo orizzontale, sono note finora solo in alcuni ammassi globulari: NGC 2808, Omega Centauri (NGC 5139), NGC 6273 e NGC 6388. Questi ammassi, come M54, sono tra i più luminosi della nostra Galassia, indicando una possibile correlazione tra l'esistenza di questi tipi di stelle a ramo orizzontale e la massa totale del cluster. Una lacuna nel ramo orizzontale osservato di M54 attorno a Teff = 27.000 K potrebbe essere interpretata all'interno dello scenario teorico del tardo elio flash, che è una possibile spiegazione dell'origine delle stelle a uncino blu. ”

Ma con le stelle impacchettate così strettamente, all'interno di Messier 54 si è verificato un numero ancora maggiore di eventi. Come indicato da Tim Adams (et al) nel loro studio:

"Studiamo un modo per spiegare l'apparente scarsità di stelle giganti rosse all'interno di cluster globulari post-core-collasso. Proponiamo che le collisioni tra giganti rossi e sistemi binari possano portare alla distruzione di una parte della popolazione del gigante rosso, eliminando il nucleo del gigante rosso o formando un sistema di inviluppo comune che porterà alla dissipazione del busta gigante rossa. Trattando il gigante rosso come due masse di punti, uno per il nucleo e un altro per l'inviluppo (con una legge di forza appropriata per tenere conto della distribuzione della massa), e i componenti del sistema binario trattati anche come masse di punti, utilizziamo un codice a quattro corpi per calcolare le scale temporali su cui si verificheranno le collisioni. Eseguiamo quindi una serie di analisi idrodinamiche delle particelle lisce per esaminare i dettagli del trasferimento di massa all'interno del sistema. Inoltre, mostriamo che le collisioni tra singole stelle e giganti rossi portano alla formazione di un sistema di inviluppo comune che distruggerà la stella gigante rossa. Scopriamo che una collisione a bassa velocità tra sistemi binari e giganti rossi può portare alla distruzione di fino al 13% della popolazione del gigante rosso. Ciò potrebbe aiutare a spiegare i gradienti di colore osservati nei cluster globulari PCC. Scopriamo anche che esiste la possibilità che i sistemi binari formati attraverso entrambi i tipi di collisione possano eventualmente entrare in contatto forse producendo una popolazione di variabili cataclismiche. "

Ma le scoperte non sono ancora finite ... Perché gli studi del 2009 hanno rivelato prove di un buco nero di massa intermedia all'interno di Messier 54, il primo noto mai scoperto in un ammasso globulare.

“Segnaliamo il rilevamento di una cuspide di densità stellare e un aumento della dispersione di velocità nel centro dell'ammasso globulare M54, situato al centro della galassia nana del Sagittario (Sgr). La dispersione della velocità della linea di mira centrale è di 20,2 ± 0,7 km s-1, diminuendo a 16,4 ± 0,4 km s-1 a 2farcs5 (0,3 pc). Modellare la cinematica e i profili di densità superficiale come la somma di un modello King e una massa puntuale produce una massa del buco nero di ~ 9400 M. di sole. ” dice R. Ibata (et al), “Tuttavia, le osservazioni possono in alternativa essere spiegate se le stelle cuspide possiedono una moderata anisotropia radiale. Un'analisi di Jeans del nucleo di Sgr rivela una forte anisotropia tangenziale, probabilmente una reliquia dalla formazione del sistema. "

Storia dell'osservazione:

Il 24 luglio 1778, quando Charles Messier per la prima volta mise gli occhi su questo debole fuzzy, non aveva idea che stesse per scoprire il primissimo ammasso globulare extra-galattico. Nelle sue note scrive: “Nebulosa molto debole, scoperta in Sagittario; il suo centro è brillante e non contiene stelle, visto con un telescopio acromatico di 3,5 piedi. La sua posizione è stata determinata da Zeta Sagittarii, di terza magnitudine. "

Anni dopo Sir William Herschel avrebbe anche studiato M54, e nelle sue note private scrisse: “Una nebulosa rotonda e risolvibile. Molto luminoso nel mezzo e la luminosità diminuisce gradualmente, circa 2 1/2 ′ o 3 ′ di diametro. 240 mostra stelle troppo grandi nella parte debole della nebulosità, ma suppongo che non abbiano alcun legame con la nebulosa. Credo che non sia altro che un gruppo in miniatura di stelle molto compresse. "

Innumerevoli altre osservazioni sarebbero seguite mentre l'M54 veniva catalogato da altri astronomi e ciascuno a sua volta lo descriveva solo con un nucleo molto più luminoso e una certa risoluzione attorno ai bordi. Divertiti cercando di rompere questo!

Individuazione di Messier 54:

M54 non è difficile da trovare ... Passa subito a Zeta Sagittarii, la stella più a sud-ovest della "teiera" del Sagittario e salta di mezzo grado a sud e una larghezza delle dita (1,5 gradi) a ovest. Il problema è vederlo! Nelle ottiche piccole, come il binocolo o un mirino, sembrerà quasi stellare a causa delle sue dimensioni ridotte. Tuttavia, se cerchi solo ciò che appare come una stella più grande e fioca che non si focalizzerà perfettamente, allora l'hai trovato.

Nei telescopi più piccoli, non otterrai alcuna risoluzione su questo ammasso globulare di classe III perché è così denso. La grande apertura non va molto meglio, con solo alcune stelle singole che fanno la loro apparizione nei perimetri esterni. A causa della grandezza e delle dimensioni, Messier 54 è più adatto alle condizioni di cielo scuro.

Ed ecco i fatti rapidi su questo oggetto Messier per aiutarti a iniziare:

Nome oggetto: Messier 54
Denominazioni alternative: M54, NGC 6715
Tipo di oggetto: Cluster globulare extragalattico di classe III
Costellazione: Sagittario
Ascensione retta: 18: 55.1 (h: m)
Declinazione: -30: 29 (deg: m)
Distanza: 87.4 (kly)
Luminosità visiva: 7.6 (mag)
Dimensione apparente: 12.0 (arco minimo)

Abbiamo scritto molti articoli interessanti su Messier Objects qui su Space Magazine. Ecco l'introduzione di Tammy Plotner agli oggetti di Messier, M1 - The Crab Nebula, M8 - The Lagoon Nebula, e gli articoli di David Dickison sulle Messier Marathons 2013 e 2014.

Assicurati di controllare il nostro catalogo Messier completo. E per ulteriori informazioni, controlla il database SEDS Messier.

fonti: