Velkommen tilbake til Messier mandag! I vår pågående hyllest til den store Tammy Plotner, tar vi en titt på kuleklyngen kjent som Messier 54!
I løpet av 1700-tallet bemerket den berømte franske astronomen Charles Messier tilstedeværelsen av flere "tullete gjenstander" på nattehimmelen. Etter å ha opptatt feil av kometer, begynte han å lage en liste over disse objektene slik at andre ikke ville begå den samme feilen. Med tiden vil denne listen (kjent som Messier Catalog) omfatte 100 av de mest fantastiske gjenstandene på nattehimmelen.
Et av disse objektene er den kuleklyngen kjent som Messier 54. Ligger i retning Skytten-stjernebildet, ble denne klyngen en gang antatt å være en del av Melkeveien, som ligger omtrent 50 000 lysår fra Jorden. I løpet av de siste tiårene har astronomer kommet å innse at det faktisk er en del av Sagittarius Dwarf Galaxy, som ligger rundt 87 000 lysår unna.
Hva du ser på:
Når du løper bort fra oss med en hastighet på 142 kilometer i sekundet, kan denne kompakte kloden av stjerner være så bred som 150 lysår i diameter og så langt borte som 87.400 lysår. Vent ... Hold pressen ... Nesten 90 tusen lysår? Yeah. Messier 54 er ikke en del av vår egen Melkeveis Galaxy!
I 1994 gjorde astronomer en ganske sjokkerende oppdagelse ... denne tøffe å løse kuleformen var faktisk en del av Skytten Dwarf Elliptical Galaxy. Som Michael H. Siegal (et al) sa i studien:
"Som en del av ACS-undersøkelsen av galaktiske globulære klynger presenterer vi ny Hubble-romteleskopfotometri av den massive kuleklyngen M54 (NGC 6715) og den superponerte kjerne i den tidvis forstyrrede Skytten (Sgr) dSph-galaksen. Vår dype (F606W ~ 26.5), høypresisjonsfotometri gir et enestående detaljert fargestørrelsesdiagram som viser den utvidede blå horisontale grenen og flere hovedsekvenser for M54 + Sgr-systemet. Flere avkjøringer indikerer tilstedeværelsen av minst to mellomaldrende stjernedannelsesepoker med 4 og 6 Gyr-aldre og [Fe / H] = - 0,4 til -0,6. Vi viser også tydelig for første gang en fremtredende ~ 2,3 Gyr gammel Sgr-befolkning med nesten sol-overflod. En sporbestand av enda yngre (~ 0,1-0,8 Gyr gamle), mer metallrike ([Fe / H] ~ 0,6) stjerner er også indikert. Forholdet mellom Sgr er aldersmetallisitet og er i samsvar med en lukket boks-modell, og flere (4-5) stjernedannelser brister over hele satellittens levetid, inkludert tiden siden Sgr begynte å forstyrre. ”
Inne i dets kompakte dybder lurer minst 82 kjente variabelstjerner - hvorav 55 er RR Lyrae-typen. Men astronomer som bruker Hubble-romteleskopet har også oppdaget at det er to halvregulære røde variabler med perioder på 77 og 101 dager. Kevin Charles Schlaufman og Kenneth John Mighell fra National Optical Astronomy Observatory forklarte i sin studie:
"De fleste av kandidatvariablene våre er funnet på PC1-bildene av klyngesenteret - en region hvor det ikke er rapportert om noen variabler fra tidligere bakkebaserte studier av variabler i M54. Disse observasjonene kan ikke gjøres fra bakken, selv med AO, da det er altfor mange stjerner per oppløsningselement i bakkebaserte observasjoner. ”
Men hvilke andre slags uvanlige stjerner kan oppdages i et så langt kosmisk stjernevolusjonært laboratorium? Prøv et fenomen kjent som blå krokstjerner! Som Alfred Rosenberg (et al) sa i sin studie:
“Vi presenterer BV-fotometri sentrert om den kuleklyngen M54 (NGC 6715). Farge-størrelsesskjemaet viser tydelig en blå horisontal gren som strekker seg anomalt utover teoretiske modeller for horisontalgren med null alder. Denne typen stjerner med horisontale grener (også kalt “blå krok” -stjerner), som går utover den nedre grensen for konvoluttmassen til kanoniske varme horisontale grenstjerner, har hittil vært kjent å eksistere i bare noen få kuleklynger: NGC 2808, Omega Centauri (NGC 5139), NGC 6273 og NGC 6388. Disse klyngene, som M54, er blant de mest lysende i vår Galaxy, noe som indikerer en mulig sammenheng mellom eksistensen av disse typer horisontale grenstjerner og den totale massen av klyngen. Et gap i den observerte horisontale grenen av M54 rundt Teff = 27.000 K kan tolkes i det teoretiske scenen for heliumblitz, som er en mulig forklaring på opprinnelsen til blå krokstjerner. ”
Men med stjernene pakket så tett sammen, har enda flere vært nødt til å forekomme inne i Messier 54. Som Tim Adams (et al) antydet i studien:
”Vi undersøker et middel for å forklare den tilsynelatende mangel på røde kjempestjerner i kuleklynger etter kjerne-kollaps. Vi foreslår at kollisjoner mellom de røde gigantene og binære systemer kan føre til ødeleggelse av en del av den røde gigantbestanden, enten ved å slå ut kjernen til den røde giganten eller ved å danne et felles konvoluttsystem som vil føre til spredning av rød gigantisk konvolutt. Ved å behandle den røde kjempen som to punktmasser, en for kjernen og en annen for konvolutten (med en passende kraftlov for å ta hensyn til fordelingen av massen), og komponentene i det binære systemet også behandlet som punktmasser, bruker vi firkroppskode for å beregne tidsskalaene kollisjonene vil skje på. Deretter utfører vi en serie hydrodynamiske kjøringer med glatt partikkel for å undersøke detaljene i masseoverføring i systemet. I tillegg viser vi at kollisjoner mellom enkeltstjerner og røde giganter fører til dannelse av et felles konvoluttsystem som vil ødelegge den røde kjempestjernen. Vi finner ut at kollisjon med lav hastighet mellom binære systemer og røde giganter kan føre til ødeleggelse av opptil 13 prosent av den røde gigantbestanden. Dette kan være med på å forklare fargebarientene observert i PCC-kuleklynger. Vi finner også ut at det er en mulighet for at binære systemer dannet gjennom begge slags kollisjoner etter hvert kan komme i kontakt, kanskje produserer en populasjon av kataklysmiske variabler. "
Men funnene var ikke slutt ennå…. Fordi studier fra 2009 har avdekket bevis for et mellomliggende massesvart hull i Messier 54 - den første kjente til noensinne har blitt oppdaget i en kuleklynge.
"Vi rapporterer deteksjonen av en stjernetetthets cusp og en hastighetsdispersjonsøkning i sentrum av kuleklyngen M54, som ligger i sentrum av Skytten dverggalakse (Sgr). Den sentrale siktlinjehastighetsdispersjonen er 20,2 ± 0,7 km s-1, og synker til 16,4 ± 0,4 km s-1 ved 2farcs5 (0,3 pc). Modellering av kinematikk og overflatetetthetsprofiler som summen av en King-modell og en punktmasse gir en svart hullmasse på ~ 9400 M sol. ” sier R. Ibata (et al), "Imidlertid kan observasjonene alternativt forklares hvis cusp-stjernene har moderat radiell anisotropi. En jeansanalyse av Sgr-kjernen avslører en sterk tangensiell anisotropi, sannsynligvis en relikvie fra dannelsen av systemet. ”
Observasjonshistorie:
24. juli 1778, da Charles Messier først la øynene opp for denne svake uklarheten, hadde han ingen anelse om at han var i ferd med å oppdage den aller første ekstra-galaktiske kuleklyngen. I notatene sine skriver han: “Meget svak tåke, oppdaget i Skytten; sentrum er strålende, og det inneholder ingen stjerne, sett med et achromatisk teleskop på 3,5 fot. Posisjonen er bestemt av Zeta Sagittarii, i 3. størrelsesorden. ”
År senere skulle Sir William Herschel også studere M54, og i sine private notater skriver han: “En rund, løsbar tåke. Veldig lys i midten og lysstyrken avtar gradvis, omtrent 2 1/2 ′ eller 3 ′ i diameter. 240 viser for ganske store stjerner i den svake delen av nebulositeten, men jeg antar heller at de ikke har noen forbindelse med tåken. Jeg tror det er ingen ringere enn en miniatyrklynge av veldig komprimerte stjerner. ”
Utallige andre observasjoner fulgte da M54 ble katalogisert av andre astronomer, og hver på sin side beskrev den bare som å ha en mye lysere kjerne og en viss oppløsning rundt kantene. Ha det gøy å prøve å knekke denne!
Finne Messier 54:
M54 er ikke vanskelig å finne ... Bare hopp ned til Zeta Sagittarii, den sørvestligste stjernen i Skytten "tekanne" og hopp en halv grad sør og en fingerbredde (1,5 grader) vest. Problemet er å se det! I liten optikk, for eksempel kikkert eller et finderomfang, vil den vises nærmest fantastisk på grunn av den lille størrelsen. Hvis du bare ser etter det som ser ut som en større, svak stjerne som ikke helt kommer i perfekt fokus, så har du funnet det.
I mindre teleskoper får du ingen oppløsning på denne kuleklyngen i klasse III fordi den er så tett. Stor blenderåpning klarer seg heller ikke mye bedre, med bare noen enkeltstjerner som ser ut på ytre perimeter. På grunn av størrelsen og størrelsen er Messier 54 bedre egnet til mørke himmelforhold.
Og her er de korte faktaene om dette Messier-objektet som hjelper deg i gang:
Objektnavn: Messier 54
Alternative betegnelser: M54, NGC 6715
Objekttype: Klasse III Extragalactic Globular Cluster
Constellation: Skytten
Rett oppstigning: 18: 55,1 (h: m)
deklinasjon: -30: 29 (deg: m)
Avstand: 87,4 (kly)
Visuell lysstyrke: 7,6 (mag)
Tilsynelatende dimensjon: 12,0 (bue min)
Vi har skrevet mange interessante artikler om Messier Objects her på Space Magazine. Her er Tammy Plotners introduksjon til Messier-objektene, M1 - The Crab Nebula, M8 - The Lagoon Nebula, og David Dickisons artikler om 2013 og 2014 Messier Marathons.
Sørg for å sjekke ut vår komplette Messier-katalog. Og for mer informasjon, sjekk ut SEDS Messier-databasen.
kilder:
- Messier-objekter - Messier 54
- SEDS - Messier 54
- Wikipedia - Messier 54
