Witamy ponownie w Messier Monday! W naszym hołdzie wielkiemu Tammy Plotner przyglądamy się gromadzie kulistej znanej jako Messier 54!
W XVIII wieku słynny francuski astronom Charles Messier zauważył obecność kilku „mglistych obiektów” na nocnym niebie. Pierwotnie myląc je z kometami, zaczął tworzyć listę tych obiektów, aby inni nie popełnili tego samego błędu, co on. Z czasem ta lista (znana jako katalog Messiera) obejmie 100 najbardziej bajecznych obiektów na nocnym niebie.
Jednym z tych obiektów jest gromada kulista znana jako Messier 54. Położona w kierunku konstelacji Strzelca, gromada ta była kiedyś uważana za część Drogi Mlecznej, położonej około 50 000 lat świetlnych od Ziemi. W ostatnich dziesięcioleciach przybyli astronomowie aby zdać sobie sprawę, że tak naprawdę jest częścią Galaktyki Krasnoludów Strzelca, oddalonej o 87 000 lat świetlnych.
Na co patrzysz:
Uciekając przed nami z prędkością 142 kilometrów na sekundę, ta zwarta kula gwiazd może mieć średnicę 150 lat świetlnych i odległość 87 400 lat świetlnych. Poczekaj… Trzymaj prasę… Prawie 90 tysięcy lat świetlnych? Tak. Messier 54 nie jest częścią naszej własnej Galaktyki Mlecznej Drogi!
W 1994 roku astronomowie dokonali dość szokującego odkrycia… ten trudny do rozwiązania element kulisty był w rzeczywistości częścią eliptycznej galaktyki karłowatej Strzelca. Jak powiedzieli Michael H. Siegal (i in.) W swoim badaniu:
„W ramach badania ACS dotyczącego galaktycznych gromad kulistych przedstawiamy nową fotometrię Kosmicznego Teleskopu Hubble'a masywnej gromady kulistej M54 (NGC 6715) i nałożonego rdzenia zniszczonej pływowo galaktyki Strzelec (Sgr) dSph. Nasza głęboka (F606W ~ 26,5), precyzyjna fotometria daje niespotykanie szczegółowy schemat jasności kolorów pokazujący rozszerzoną niebieską poziomą gałąź i wiele głównych sekwencji systemu M54 + Sgr. Wielokrotne skrócenie wskazuje na obecność co najmniej dwóch epok gwiazdotwórczych w średnim wieku z 4 i 6 wiekami Gyr i [Fe / H] = - 0,4 do -0,6. Po raz pierwszy wyraźnie pokazujemy także wybitną, liczącą około 2,3 Gyr populację Sgr o obfitości zbliżonej do Słońca. Wskazano również śladową populację jeszcze młodszych (~ 0,1-0,8 Gyr lat), bogatszych w metale ([Fe / H] ~ 0,6) gwiazd. Relacja wieku do metaliczności Sgr jest spójna z modelem zamkniętej skrzynki i wielokrotnymi (4-5) powstawaniem gwiazd w całym okresie życia satelity, w tym w czasie, gdy Sgr zaczął zakłócać ”.
Wewnątrz jego zwartych głębokości czają się co najmniej 82 znane gwiazdy zmienne - z czego 55 to typy RR Lyrae. Ale astronomowie używający teleskopu kosmicznego Hubble'a odkryli również, że istnieją dwie pół-regularne zmienne czerwone o okresach 77 i 101 dni. Kevin Charles Schlaufman i Kenneth John Mighell z National Optical Astronomy Observatory wyjaśniali w swoich badaniach:
„Większość naszych kandydujących gwiazd zmiennych znajduje się na obrazach PC1 centrum gromady - regionu, w którym podczas poprzednich badań naziemnych zmiennych w M54 nie zgłoszono żadnych zmiennych. Obserwacji tych nie można przeprowadzić z ziemi, nawet w przypadku AO, ponieważ w obserwacjach naziemnych jest zbyt wiele gwiazd na element rozdzielczości. ”
Ale jakie inne niezwykłe gwiazdy można odkryć w tak odległym kosmicznym gwiezdnym laboratorium ewolucyjnym? Wypróbuj zjawisko znane jako niebieskie gwiazdy haczyka! Jak powiedział Alfred Rosenberg (i in.) W swoim badaniu:
„Prezentujemy fotometrię BV skoncentrowaną na gromadzie kulistej M54 (NGC 6715). Diagram jasności kolorów wyraźnie pokazuje niebieską poziomą gałąź odchodzącą anomalnie poza modele teoretyczne zerowej linii poziomej. Tego rodzaju gwiazdy o gałęzi poziomej (zwane również gwiazdami „niebieskiego haka”), które wykraczają poza dolną granicę masy otoczki kanonicznych gwiazd gorących o gałęzi poziomej, dotychczas znane były tylko w kilku gromadach kulistych: NGC 2808, Omega Centauri (NGC 5139), NGC 6273 i NGC 6388. Gromady te, podobnie jak M54, należą do najjaśniejszych w naszej Galaktyce, co wskazuje na możliwą korelację między istnieniem tego rodzaju gwiazd o gałęzi poziomej a masą całkowitą klastra. Luka w obserwowanej poziomej gałęzi M54 wokół Teff = 27 000 K może być zinterpretowana w scenariuszu teoretycznym z późnym błyskiem helu, co jest możliwym wyjaśnieniem pochodzenia niebieskich gwiazd haczykowych. ”
Ale przy tak ciasno upakowanych gwiazdach, w Messier 54 pojawi się jeszcze więcej. Jak wskazał Tim Adams (i in.) W swoich badaniach:
„Badamy sposób wyjaśnienia pozornego niedoboru czerwonych gigantycznych gwiazd w gromadach kulistych po zapadnięciu się jądra. Sugerujemy, że zderzenia między czerwonymi gigantami a układami podwójnymi mogą doprowadzić do zniszczenia pewnej części populacji czerwonych gigantów, albo przez wybicie rdzenia czerwonego giganta, albo przez utworzenie wspólnego systemu obwiedni, który doprowadzi do rozproszenia czerwona gigantyczna koperta. Traktując czerwonego olbrzyma jako dwie masy punktowe, jedną dla rdzenia, a drugą dla obwiedni (z odpowiednim prawem siły uwzględniającym rozkład masy), a elementy układu podwójnego również traktowane jako masy punktowe, wykorzystujemy czteroczęściowy kod do obliczenia skal czasowych, w których nastąpi zderzenie. Następnie wykonujemy serię hydrodynamiki gładkich cząstek w celu zbadania szczegółów transferu masy w układzie. Ponadto pokazujemy, że zderzenia pojedynczych gwiazd z czerwonymi gigantami prowadzą do powstania wspólnego układu obwiedni, który zniszczy czerwoną gwiazdę giganta. Odkryliśmy, że zderzenie z małą prędkością między układami podwójnymi a czerwonymi gigantami może doprowadzić do zniszczenia nawet 13 procent populacji czerwonych olbrzymów. Może to pomóc wyjaśnić gradienty kolorów obserwowane w gromadach kulistych PCC. Odkryliśmy również, że istnieje możliwość, że układy binarne utworzone w wyniku obu rodzajów zderzeń mogą w końcu wejść w kontakt, być może tworząc populację zmiennych kataklizmicznych ”.
Ale odkrycia jeszcze się nie skończyły ... Ponieważ badania z 2009 roku ujawniły dowody na istnienie czarnej dziury o średniej masie w Messierze 54 - pierwszej znanej z odkryć w gromadzie kulistej.
„Informujemy o wykryciu skupiska gęstości gwiazdowej i wzroście dyspersji prędkości w centrum gromady kulistej M54, znajdującej się w centrum galaktyki karłowatej Strzelca (Sgr). Dyspersja prędkości na środkowej linii wzroku wynosi 20,2 ± 0,7 km s-1, zmniejszając się do 16,4 ± 0,4 km s-1 przy 2farcs5 (0,3 szt.). Modelowanie kinematyki i profili gęstości powierzchniowej jako sumy modelu Kinga i masy punktowej daje masę czarnej dziury wynoszącą ~ 9400 M Słońca. ” mówi R. Ibata (i in.): „Jednak obserwacje można alternatywnie wyjaśnić, jeśli gwiazdy wierzchołkowe posiadają umiarkowaną anizotropię promieniową. Analiza dżinsów jądra Sgr ujawnia silną anizotropię styczną, prawdopodobnie relikt z powstawania układu. ”
Historia obserwacji:
24 lipca 1778 roku, kiedy Charles Messier po raz pierwszy ujrzał tę słabą, rozmytą, nie miał pojęcia, że ma zamiar odkryć pierwszą pozagalaktyczną gromadę kulistą. W swoich notatkach pisze: „Bardzo słaba mgławica odkryta w Strzelcu; jego centrum jest genialne i nie zawiera gwiazdy, widzianej za pomocą teleskopu achromatycznego o wysokości 3,5 stopy. Jego pozycja została ustalona na podstawie Zeta Sagittarii, 3. wielkości. ”
Wiele lat później Sir William Herschel również studiował M54, a w swoich prywatnych notatkach pisze: „Okrągła, możliwa do rozwiązania mgławica. Bardzo jasny pośrodku, a jasność stopniowo maleje, około 2 1/2 ′ lub 3 ′ średnicy. 240 pokazuje zbyt duże gwiazdy w słabej części mgławicy, ale raczej raczej nie mają one związku z mgławicą. Uważam, że nie jest niczym innym jak miniaturową gromadą bardzo skompresowanych gwiazd. ”
Nastąpiłyby niezliczone inne obserwacje, gdy M54 został skatalogowany przez innych astronomów, a każdy z nich opisałby go jedynie jako posiadający znacznie jaśniejszy rdzeń i pewną rozdzielczość wokół krawędzi. Baw się dobrze próbując złamać ten!
Lokalizowanie Messiera 54:
M54 nie jest trudny do znalezienia… Wystarczy zejść do Zety Sagittarii, najbardziej południowo-zachodniej gwiazdy „czajnika” Strzelca i wskoczyć pół stopnia na południe i szerokość palca (1,5 stopnia) na zachód. Problemem jest to zobaczyć! W małej optyce, takiej jak lornetka lub luneta, będzie wyglądać prawie gwiezdnie z powodu swojego małego rozmiaru. Jeśli jednak po prostu szukasz czegoś, co wygląda jak większa, ciemniejsza gwiazda, która nie do końca uzyska idealną ostrość, to ją znalazłeś.
W mniejszych teleskopach nie uzyskasz rozdzielczości na gromadzie kulistej klasy III, ponieważ jest ona tak gęsta. Duża apertura też nie wypada znacznie lepiej, ponieważ tylko niektóre pojedyncze gwiazdy pojawiają się na zewnętrznych obrzeżach. Ze względu na wielkość i rozmiar Messier 54 lepiej nadaje się do warunków ciemnego nieba.
Oto krótkie fakty na temat tego obiektu Messiera, które pomogą Ci zacząć:
Nazwa obiektu: Messier 54
Alternatywne oznaczenia: M54, NGC 6715
Rodzaj obiektu: Ekstragalaktyczny klaster kulisty klasy III
Konstelacja: Strzelec
Właściwe Wniebowstąpienie: 18: 55,1 (h: m)
Deklinacja: -30: 29 (deg: m)
Dystans: 87.4 (kly)
Jasność wizualna: 7,6 (mag)
Pozorny wymiar: 12,0 (min. Łuku)
W Space Magazine napisaliśmy wiele interesujących artykułów na temat Messier Objects. Oto Wprowadzenie Tammy Plotner do Messier Objects, M1 - Mgławica Kraba, M8 - Mgławica Laguna oraz artykuły Davida Dickisona na temat maratonów Messiera 2013 i 2014.
Koniecznie sprawdź nasz pełny katalog Messiera. Aby uzyskać więcej informacji, sprawdź bazę danych SEDS Messier.
Źródła:
- Messier Objects - Messier 54
- SEDS - Messier 54
- Wikipedia - Messier 54
