MESSIER 54 - DE NGC 6715 BOLVORMIGE CLUSTER

Send

Welkom terug bij Messier Monday! In ons voortdurende eerbetoon aan de grote Tammy Plotner, kijken we naar de bolhoop die bekend staat als Messier 54!

In de 18e eeuw merkte de beroemde Franse astronoom Charles Messier de aanwezigheid op van verschillende 'vage objecten' aan de nachtelijke hemel. Nadat hij ze oorspronkelijk voor kometen had aangezien, begon hij een lijst met deze objecten samen te stellen, zodat anderen niet dezelfde fout zouden maken als hij. Na verloop van tijd zou deze lijst (bekend als de Messier-catalogus) 100 van de meest fantastische objecten aan de nachtelijke hemel bevatten.

Een van deze objecten is de bolhoop die bekend staat als Messier 54. Gelegen in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter, werd ooit gedacht dat deze cluster deel uitmaakte van de Melkweg, ongeveer 50.000 lichtjaar van de aarde verwijderd. In de afgelopen decennia zijn astronomen gekomen om te beseffen dat het eigenlijk deel uitmaakt van het Boogschutter Dwergstelsel, zo'n 87.000 lichtjaar van ons verwijderd.

Waar je naar kijkt:

Deze compacte bol van sterren, die bij ons vandaan rent met een snelheid van 142 kilometer per seconde, kan wel 150 lichtjaar in diameter en maar liefst 87.400 lichtjaar ver weg zijn. Wacht ... Houd de pers ... Bijna 90 duizend lichtjaren? Ja. Messier 54 maakt geen deel uit van ons eigen Melkwegstelsel!

In 1994 deden astronomen een nogal schokkende ontdekking ... dit moeilijk op te lossen bolvormige maakte eigenlijk deel uit van het Boogschutter Dwerg Elliptische Melkwegstelsel. Zoals Michael H. Siegal (et al) in hun studie zeiden:

“Als onderdeel van de ACS Survey of Galactic Globular Clusters, presenteren we nieuwe Hubble Space Telescope-fotometrie van de massieve bolhoop M54 (NGC 6715) en de bovenliggende kern van het getijde verstoorde Boogschutter (Sgr) dSph-sterrenstelsel. Onze diepe (F606W ~ 26.5), uiterst nauwkeurige fotometrie levert een ongekend gedetailleerd kleurgroottediagram op met de uitgebreide blauwe horizontale tak en meerdere hoofdsequenties van het M54 + Sgr-systeem. Meerdere afslagen duiden op de aanwezigheid van ten minste twee stervormingsperioden van middelbare leeftijd met 4 en 6 Gyr-leeftijden en [Fe / H] = - 0,4 tot -0,6. We laten ook voor het eerst duidelijk een prominente, ~ 2,3 Gyr oude Sgr-populatie van bijna-zonne-overvloed zien. Een sporenpopulatie van nog jongere (~ 0,1-0,8 Gyr oude), meer metaalrijke ([Fe / H] ~ 0,6) sterren wordt ook aangegeven. De relatie tussen leeftijd en metalliciteit van Sgr is consistent met een gesloten doosmodel en meerdere (4-5) stervormingsuitbarstingen gedurende de hele levensduur van de satelliet, inclusief de tijd sinds Sgr begon te verstoren. ”

Binnen de compacte diepten liggen ten minste 82 bekende variabele sterren op de loer - waarvan 55 van het RR Lyrae-type. Maar astronomen die de Hubble-ruimtetelescoop gebruiken, hebben ook ontdekt dat er twee semi-regelmatige rode variabelen zijn met perioden van 77 en 101 dagen. Kevin Charles Schlaufman en Kenneth John Mighell van de National Optical Astronomy Observatory legden in hun studie uit:

“De meeste van onze kandidaat-variabele sterren zijn te vinden op de PC1-beelden van het clustercentrum - een regio waar geen variabelen zijn gerapporteerd door eerdere grondgebaseerde studies van variabelen in M54. Deze waarnemingen kunnen niet vanaf de grond worden gedaan, zelfs niet met AO, aangezien er veel te veel sterren per resolutie-element zijn in waarnemingen op de grond. ”

Maar welke andere soorten ongebruikelijke sterren zouden er in zo'n ver verwijderd kosmisch stellair evolutionair laboratorium kunnen worden ontdekt? Probeer een fenomeen dat bekend staat als blauwe haaksterren! Zoals Alfred Rosenberg (et al) in hun studie zeiden:

“We presenteren BV-fotometrie gecentreerd op de bolhoop M54 (NGC 6715). Het kleur-magnitudediagram toont duidelijk een blauwe horizontale tak die zich abnormaal uitstrekt voorbij de theoretische modellen van de zero-age horizontale tak. Dit soort sterren met horizontale vertakking (ook wel "blauwe haak" -sterren genoemd), die verder gaan dan de ondergrens van de omhullende massa van canonieke hete sterren met horizontale vertakkingen, is tot dusver bekend in slechts enkele bolhopen: NGC 2808, Omega Centauri (NGC 5139), NGC 6273 en NGC 6388. Die clusters behoren, zoals M54, tot de meest stralende in onze Melkweg, wat wijst op een mogelijke correlatie tussen het bestaan van dit soort sterren met horizontale takken en de totale massa van de cluster. Een gat in de waargenomen horizontale tak van M54 rond Teff = 27.000 K kan worden geïnterpreteerd binnen het theoretische scenario van laat-heliumflits, wat een mogelijke verklaring is voor de oorsprong van blauwe haaksterren. ”

Maar met de sterren zo dicht bij elkaar verpakt, is er zeker nog meer aan de binnenkant van Messier 54. Zoals Tim Adams (et al) in hun onderzoek aangaf:

“We onderzoeken een middel om de schijnbare schaarste van rode reuzensterren in bolhopen na de instorting van de kern uit te leggen. We stellen voor dat botsingen tussen de rode reuzen en binaire systemen kunnen leiden tot de vernietiging van een deel van de populatie van de rode reus, door ofwel de kern van de rode reus uit te schakelen of door een gemeenschappelijk enveloppesysteem te vormen dat zal leiden tot de dissipatie van de rode gigantische envelop. Behandeling van de rode reus als twee puntmassa's, één voor de kern en één voor de omhulling (met een toepasselijke krachtwet om rekening te houden met de verdeling van massa), en de componenten van het binaire systeem die ook als puntmassa's worden behandeld, gebruiken we een vierlichaamscode om de tijdschalen te berekenen waarop de botsingen zullen plaatsvinden. Vervolgens voeren we een reeks hydrodynamische runs met gladde deeltjes uit om de details van massaoverdracht binnen het systeem te onderzoeken. Bovendien laten we zien dat botsingen tussen enkele sterren en rode reuzen leiden tot de vorming van een gemeenschappelijk omhullingssysteem dat de rode reuzenster zal vernietigen. We ontdekken dat een botsing met lage snelheid tussen binaire systemen en rode reuzen kan leiden tot de vernietiging van tot wel 13 procent van de populatie rode reuzen. Dit zou kunnen helpen de kleurgradiënten te verklaren die worden waargenomen in bolvormige sterrenhopen van PCC. We zien ook dat de mogelijkheid bestaat dat binaire systemen die door beide soorten botsingen zijn gevormd, uiteindelijk in contact kunnen komen met misschien een populatie van cataclysmische variabelen. ”

Maar de ontdekkingen zijn nog niet afgelopen ... Omdat studies uit 2009 bewijs hebben onthuld voor een zwart gat met een gemiddelde massa in Messier 54 - het eerste dat ooit is ontdekt in een bolhoop.

“We rapporteren de detectie van een stervormige dichtheid en een toename van de snelheidsdispersie in het centrum van de bolhoop M54, gelegen in het centrum van het Boogschutter-dwergstelsel (Sgr). De centrale zichtsnelheid is 20,2 ± 0,7 km s-1, afnemend tot 16,4 ± 0,4 km s-1 bij 2farcs5 (0,3 pc). Het modelleren van de kinematica en oppervlaktedichtheidsprofielen als de som van een King-model en een puntmassa levert een zwart gatmassa op van ~ 9400 M zon. ” R. Ibata (et al) zegt: “De waarnemingen kunnen echter ook worden verklaard als de knobbels een matige radiale anisotropie hebben. Een jeansanalyse van de Sgr-kern onthult een sterke tangentiële anisotropie, waarschijnlijk een overblijfsel van de vorming van het systeem. ”

Geschiedenis van observatie:

Op 24 juli 1778, toen Charles Messier deze zwakke wazigheid voor het eerst zag, had hij geen idee dat hij op het punt stond de allereerste extra-galactische bolhoop te ontdekken. In zijn aantekeningen schrijft hij: “Zeer zwakke nevel, ontdekt in Boogschutter; het centrum is schitterend en het bevat geen ster, gezien met een achromatische telescoop van 3,5 voet. De positie is bepaald op basis van Zeta Sagittarii, van de derde orde. '

Jaren later zou Sir William Herschel ook M54 bestuderen, en in zijn privé-aantekeningen schrijft hij: “Een ronde, oplosbare nevel. Zeer helder in het midden en de helderheid neemt geleidelijk af, ongeveer 2 1/2 'of 3' in diameter. 240 toont te mooie grote sterren in het zwakke deel van de nevel, maar ik veronderstel eerder dat ze geen verband houden met de nevel. Ik denk dat het niets anders is dan een miniatuurcluster van zeer gecomprimeerde sterren. '

Talloze andere waarnemingen zouden volgen naarmate de M54 door andere astronomen werd gecatalogiseerd en elk zou het op zijn beurt alleen beschrijven als een veel helderdere kern en een zekere resolutie rond de randen. Veel plezier met het proberen deze te kraken!

Locatie van Messier 54:

M54 is niet moeilijk te vinden ... Spring gewoon naar Zeta Sagittarii, de meest zuidwestelijke ster van de Boogschutter "theepot" en spring een halve graad naar het zuiden en een vingerbreedte (1,5 graden) naar het westen. Het probleem is het te zien! In kleine optieken, zoals een verrekijker of een zoeker, zal het vanwege zijn kleine formaat bijna hemels lijken. Als je echter alleen zoekt naar wat lijkt op een grotere, vage ster die niet helemaal perfect in beeld komt, dan heb je het gevonden.

Bij kleinere telescopen krijg je geen resolutie op deze klasse III bolhoop omdat het zo compact is. Het grote diafragma doet het ook niet veel beter, met slechts enkele individuele sterren die aan de buitenrand verschijnen. Vanwege de grootte en grootte is Messier 54 beter geschikt voor donkere luchtomstandigheden.

En hier zijn de snelle feiten over dit rommelige object om u op weg te helpen:

Objectnaam: Messier 54
Alternatieve benamingen: M54, NGC 6715
Object type: Klasse III Extragalactische bolhoop
Sterrenbeeld: Boogschutter
Right Ascension: 18: 55.1 (h: m)
Declinatie: -30: 29 (graden: m)
Afstand: 87,4 (kly)
Visuele helderheid: 7.6 (mag)
Schijnbare dimensie: 12,0 (boogmin)

We hebben hier bij Space Magazine veel interessante artikelen geschreven over Messier Objects. Hier zijn Tammy Plotners Inleiding tot de Messier-objecten, M1 - De Krabnevel, M8 - De Lagunenevel en de artikelen van David Dickison over de Messier-marathons uit 2013 en 2014.

Bekijk zeker onze complete Messier-catalogus. En voor meer informatie, bekijk de SEDS Messier Database.

Bronnen: