Bem-vindo de volta à Messier Monday! Em nossa homenagem ao grande Tammy Plotner, vamos dar uma olhada no aglomerado globular conhecido como Messier 54!
Durante o século 18, o famoso astrônomo francês Charles Messier observou a presença de vários "objetos nebulosos" no céu noturno. Tendo originalmente confundido com cometas, ele começou a compilar uma lista desses objetos para que outros não cometessem o mesmo erro que ele. Com o tempo, essa lista (conhecida como Catálogo Messier) incluiria 100 dos objetos mais fabulosos do céu noturno.
Um desses objetos é o aglomerado globular conhecido como Messier 54. Localizado na direção da constelação de Sagitário, pensava-se que este aglomerado fazia parte da Via Láctea, localizada a cerca de 50.000 anos-luz da Terra. Nas últimas décadas, os astrônomos chegaram perceber que é realmente parte da galáxia anã de Sagitário, localizada a cerca de 87.000 anos-luz de distância.
O que você está olhando:
Fugindo de nós a uma velocidade de 142 quilômetros por segundo, esse compacto globo de estrelas pode ter até 150 anos-luz de diâmetro e até 87.400 anos-luz. Espere ... Segure a imprensa ... Quase 90 mil anos-luz? Sim. O Messier 54 não faz parte da nossa própria Via Láctea!
Em 1994, os astrônomos fizeram uma descoberta bastante chocante ... essa difícil solução globular era na verdade parte da galáxia elíptica dos anões de Sagitário. Como Michael H. Siegal (et al) disse em seu estudo:
“Como parte da Pesquisa ACS de aglomerados globulares galácticos, apresentamos a nova fotometria do Telescópio Espacial Hubble do maciço aglomerado globular M54 (NGC 6715) e o núcleo superposto da galáxia dSph de Sagitário (Sgr) rompida por maré. Nossa fotometria profunda (F606W ~ 26.5) de alta precisão produz um diagrama de magnitude de cor sem precedentes e detalhado, mostrando o ramo horizontal azul estendido e várias sequências principais do sistema M54 + Sgr. Várias interrupções indicam a presença de pelo menos duas épocas de formação estelar de idade intermediária com idades de 4 e 6 Gyr e [Fe / H] = - 0,4 a -0,6. Também mostramos claramente, pela primeira vez, uma população proeminente de ~ 2,3 Gyr de idade Sgr de abundância quase solar. Também é indicada uma população de traços de estrelas ainda mais jovens (~ 0,1-0,8 Gyr) e mais ricas em metal ([Fe / H] ~ 0,6). A relação idade-metalicidade de Sgr é consistente com um modelo de caixa fechada e várias formação de estrelas (4-5) surgem por toda a vida útil do satélite, incluindo o tempo desde que Sgr começou a se romper. ”
Dentro de suas profundidades compactas, há pelo menos 82 estrelas variáveis conhecidas - 55 das quais são do tipo RR Lyrae. Mas os astrônomos que usam o telescópio Hubble Space também descobriram que existem duas variáveis vermelhas semi-regulares com períodos de 77 e 101 dias. Kevin Charles Schlaufman e Kenneth John Mighell, do National Optical Astronomy Observatory, explicaram em seu estudo:
“A maioria de nossas estrelas variáveis candidatas é encontrada nas imagens PC1 do centro de aglomerados - uma região onde nenhuma variável foi relatada por estudos anteriores de variáveis terrestres em M54. Essas observações não podem ser feitas a partir do solo, mesmo com a AO, pois há muitas estrelas por elemento de resolução nas observações terrestres. ”
Mas que outros tipos de estrelas incomuns poderiam ser descobertos dentro de um laboratório evolucionário estelar cósmico tão distante? Experimente um fenômeno conhecido como estrela de gancho azul! Como Alfred Rosenberg (et al) disse em seu estudo:
“Apresentamos fotometria BV centrada no aglomerado globular M54 (NGC 6715). O diagrama de magnitude da cor mostra claramente um ramo horizontal azul que se estende anormalmente além dos modelos teóricos do ramo horizontal com idade zero. Até agora, sabe-se que esses tipos de estrelas de galho horizontal (também chamadas de "gancho azul"), que ultrapassam o limite inferior da massa do envelope de estrelas quentes de galho horizontal canônico, existem apenas em alguns aglomerados globulares: NGC 2808, Omega Centauri (NGC 5139), NGC 6273 e NGC 6388. Esses aglomerados, como M54, estão entre os mais luminosos de nossa galáxia, indicando uma possível correlação entre a existência desses tipos de estrelas de galho horizontal e a massa total do cluster. Uma lacuna no ramo horizontal observado de M54 em torno de Teff = 27.000 K pode ser interpretada dentro do cenário teórico do flash de hélio tardio, que é uma possível explicação para a origem das estrelas de gancho azul. ”
Mas, com as estrelas reunidas com tanta força, ainda mais ocorrerá dentro do Messier 54. Como Tim Adams (et al) indicou em seu estudo:
“Investigamos um meio de explicar a aparente escassez de estrelas gigantes vermelhas em aglomerados globulares pós-colapso do núcleo. Propomos que colisões entre gigantes vermelhos e sistemas binários podem levar à destruição de uma parte da população de gigantes vermelhos, derrubando o núcleo do gigante vermelho ou formando um sistema de envelope comum que levará à dissipação do envelope gigante vermelho. Tratando o gigante vermelho como duas massas pontuais, uma para o núcleo e outra para o envelope (com uma lei de força apropriada para levar em conta a distribuição de massa), e os componentes do sistema binário também tratados como massas pontuais, utilizamos um código de quatro corpos para calcular as escalas de tempo nas quais as colisões ocorrerão. Em seguida, executamos uma série de execuções hidrodinâmicas de partículas suaves para examinar os detalhes da transferência de massa dentro do sistema. Além disso, mostramos que colisões entre estrelas únicas e gigantes vermelhos levam à formação de um sistema de envelope comum que destruirá a estrela gigante vermelha. Descobrimos que a colisão em baixa velocidade entre sistemas binários e gigantes vermelhos pode levar à destruição de até 13% da população de gigantes vermelhos. Isso poderia ajudar a explicar os gradientes de cores observados nos aglomerados globulares de PCC. Também descobrimos que existe a possibilidade de que sistemas binários formados por ambos os tipos de colisão possam eventualmente entrar em contato, talvez produzindo uma população de variáveis cataclísmicas. ”
Mas as descobertas ainda não terminaram. Porque os estudos de 2009 revelaram evidências de um buraco negro de massa intermediária dentro do Messier 54 - o primeiro conhecido por ter sido descoberto em um aglomerado globular.
“Nós relatamos a detecção de uma cúspide de densidade estelar e um aumento da dispersão de velocidade no centro do aglomerado globular M54, localizado no centro da galáxia anã de Sagitário (Sgr). A dispersão da velocidade da linha de visão central é de 20,2 ± 0,7 km s-1, diminuindo para 16,4 ± 0,4 km s-1 em 2fárcs5 (0,3 pc). A modelagem dos perfis cinemáticos e de densidade de superfície como a soma de um modelo King e uma massa pontual produz uma massa de buraco negro de ~ 9400 M. sol. ” diz R. Ibata (et al): “No entanto, as observações podem ser explicadas alternativamente se as estrelas da cúspide possuem anisotropia radial moderada. Uma análise de Jeans do núcleo Sgr revela uma forte anisotropia tangencial, provavelmente uma relíquia da formação do sistema. ”
História da Observação:
Em 24 de julho de 1778, quando Charles Messier pôs os olhos pela primeira vez nesse fraco difuso, ele não tinha idéia de que estava prestes a descobrir o primeiro aglomerado globular extra-galáctico. Em suas anotações, ele escreve: “Nebulosa muito fraca, descoberta em Sagitário; seu centro é brilhante e não contém estrelas, vistas com um telescópio acromático de 3,5 pés. Sua posição foi determinada a partir de Zeta Sagittarii, de 3ª magnitude. ”
Anos depois, Sir William Herschel também estudaria M54 e, em suas anotações particulares, escreve: “Uma nebulosa redonda e resolvível. Muito brilhante no meio e o brilho diminuindo gradualmente, com cerca de 2 1/2 'ou 3' de diâmetro. 240 mostra estrelas muito grandes na parte fraca da nebulosidade, mas suponho que elas não tenham conexão com a nebulosa. Acredito que não seja outro senão um aglomerado em miniatura de estrelas muito compactadas. ”
Inúmeras outras observações seguiriam quando o M54 foi catalogado por outros astrônomos e cada um deles o descreveria apenas como tendo um núcleo muito mais brilhante e com alguma resolução nas bordas. Divirta-se tentando quebrar este!
Localizando Messier 54:
M54 não é difícil de encontrar ... Basta pular para Zeta Sagittarii, a estrela mais a sudoeste de Sagitário "bule" e pular meio grau ao sul e uma largura do dedo (1,5 graus) a oeste. O problema está vendo! Em pequenas ópticas, como binóculos ou mira telescópica, parecerá quase estelar por causa de seu tamanho pequeno. No entanto, se você apenas procurar o que parece ser uma estrela maior e escura que não entrará em foco perfeito, então você a encontrou.
Em telescópios menores, você não obtém resolução neste cluster globular de classe III porque é muito denso. A abertura grande também não se sai muito melhor, com apenas algumas estrelas individuais aparecendo nos perímetros externos. Devido à magnitude e tamanho, o Messier 54 é mais adequado para condições de céu escuro.
E aqui estão os fatos rápidos sobre esse Objeto Messier para ajudar você a começar:
Nome do objeto: Messier 54
Designações alternativas: M54, NGC 6715
Tipo de objeto: Cluster Globular Extragalático de Classe III
constelação: Sagitário
Ascensão certa: 18: 55.1 (h: m)
Declinação: -30: 29 (graus: m)
Distância: 87,4 (kly)
Brilho visual: 7,6 (mag)
Dimensão aparente: 12,0 (min de arco)
Escrevemos muitos artigos interessantes sobre os Objetos Messier aqui na Space Magazine. Aqui estão os artigos de Introdução aos objetos mais bagunçados de Tammy Plotner, M1 - A nebulosa do caranguejo, M8 - A nebulosa da lagoa e os artigos de David Dickison sobre as maratonas de 2013 e 2014.
Não deixe de conferir nosso Catálogo Messier completo. E para obter mais informações, consulte o banco de dados SEDS Messier.
Fontes:
- Objetos Messier - Messier 54
- SEDS - Messier 54
- Wikipedia - Messier 54
