Välkommen tillbaka till Messier måndag! I vår pågående hyllning till den stora Tammy Plotner tar vi en titt på det klotformade klustret som kallas Messier 30.
Under 1700-talet konstaterade den berömda franska astronomen Charles Messier förekomsten av flera "nebulous objekt" på natthimlen. Efter att ha ursprungligen misstagit dem för kometer, började han sammanställa en lista över dem så att andra inte skulle göra samma misstag som han gjorde. Med tiden skulle denna lista (känd som Messier Catalog) inkludera 100 av de mest fantastiska föremålen på natthimlen.
Ett av dessa föremål är Messier 30, ett globulärt kluster beläget i den södra konstellationen Capricornus. På grund av dess retrogradiga omloppsbana genom den inre galaktiska gloria tror man att detta kluster förvärvades från en satellitgalax tidigare. Även om det är osynligt för blotta ögat, kan detta kluster ses med lite mer än kikare och är mest synligt under sommarmånaderna.
Beskrivning:
Messier mäter ungefär 93 ljusår och ligger på ett avstånd av cirka 26 000 ljusår från jorden och närmar oss oss med en hastighet av cirka 182 kilometer per sekund. Medan den ser tillräckligt ofarlig täcker dess tidvattenpåverkan 139 enorma ljusår - långt större än dess uppenbara storlek.
Hälften av dess massa är så koncentrerad att bokstavligen tusentals stjärnor kan komprimeras i ett område som inte sträcker sig längre än avståndet mellan vårt solsystem och Sirius! Inom denna täthet har emellertid endast 12 variabla stjärnor hittats och mycket litet bevis på några stjärnkollisioner, även om en dvärg nova har registrerats!
Så vad är så speciellt med den här lilla kulan? Prova en kollapsad kärna - och en som till och med har lösts av jordbundna teleskoper. Enligt Bruce Jones Sams III, en astrofysiker vid Harvard University:
”Det globulära klustret NGC 7099 är ett prototypiskt kollapsat kärnkluster. Genom en serie instrumentala, observativa och teoretiska observationer har jag löst sin kärnstruktur med ett markbaserat teleskop. Kärnan har en radie på 2,15 bågsek när den avbildas med en V-band rumslig upplösning på 0,35 bågsek. Inledande försök till bildbehandling av fotled gav bilder av otillräcklig signal till brus och upplösning. För att förklara dessa resultat har en ny, helt generell signal-till-brus-modell utvecklats. Den redogör för alla bruskällor korrekt i en fläckobservation, inklusive aliasing av höga rumsfrekvenser genom otillräcklig sampling av bildplanet. Modellen, kallad Full Speckle Noise (FSN), kan användas för att förutsäga utfallet av varje experiment med bildbehandling. En ny högupplösta bildteknik kallad ACT (Atmospheric Correlation with a Template) utvecklades för att skapa skarpare astronomiska bilder. ACT kompenserar för bildrörelse på grund av atmosfärisk turbulens. ”
Fotografi är ett viktigt verktyg för astronomer att arbeta med - både land- och rymdbaserat. Genom att kombinera resultat kan vi lära oss mycket mer än bara från resultaten av en teleskopobservation ensam. Som Justin H. Howell skrev i en studie från 1999:
”Det har länge varit känt att det kullusterade kluster M30 (NGC 7099) efter kärnans kollaps har en blåare inåt färggradient, och det senaste arbetet tyder på att den centrala bristen på ljusröd jättestjärnor inte helt står för denna lutning. Denna studie använder Hubble Space Telescope Wide Field Planetary Camera 2-bilder i F439W- och F555W-band, tillsammans med markbaserade CCD-bilder med ett bredare synfält för normalisering av det icke-slutliga bakgrundsbidraget. Den citerade osäkerheten står för Poissons fluktuationer i det lilla antalet ljusa utvecklade stjärnor som dominerar klusterljuset. Vi utforskar olika algoritmer för konstgjord omfördelning av ljuset från ljusröda jättar och horisontella grenstjärnor jämnt över klustret. Den traditionella metoden för omfördelning i förhållande till klusterens ljusstyrka har visat sig vara felaktig. Det finns ingen signifikant kvarvarande färggradient i M30 efter korrekt enhetlig omfördelning av alla ljusa utvecklade stjärnor; alltså verkar färggradienten i M30s centrala region helt orsakas av stjärnor efter huvudsekvensen. "
Så vad händer när du gräver ännu djupare med en annan typ av fotografering? Fråga bara folk från Chandra - som Phyllis M. Lugger, som skrev i sin studie, "Chandra röntgenkällor i den kollapsade kärnan kluster M30 (NGC 7099)":
"Vi rapporterar upptäckten av sex diskreta röntgenkällor med låg ljusstyrka, belägna inom 12" från mitten av det kollapsade kärnklyngen M30 (NGC 7099), och totalt 13 källor inom halvmassradie, från en 50 ks Chandra ACIS-S exponering. Tre källor ligger inom den mycket lilla övre gränsen på 1,9 ”på kärnradie. Den ljusaste av de tre kärnkällorna har ett svartkroppsliknande mjukt röntgenspektrum, vilket överensstämmer med att det är en lugnande röntgenstråle-binär (QLMXB). Vi har identifierat optiska motsvarigheter till fyra av de sex centrala källorna och ett antal avgränsande källor, med hjälp av djup Hubble rymdteleskop och markbaserad avbildning. Medan de två föreslagna motsvarigheterna som ligger inom kärnan kan representera tillfälliga superpositioner, har de två identifierade centrala källorna som ligger utanför kärnan röntgen- och optiska egenskaper som överensstämmer med att vara kataklysmiska variabler (CV). Två ytterligare källor utanför kärnan har möjliga aktiva binära motsvarigheter. ”
Observationens historia:
När Charles Messier första gången stötte på detta kulakluster 1764 kunde han inte lösa enskilda stjärnor och trodde felaktigt att det var en nebulosa. Som han skrev i sina anteckningar vid den tiden:
”På natten 3 till 4 augusti 1764 har jag upptäckt en nebulosa under den stora svansen Capricornus, och mycket nära stjärnan i sjätte storleken, den 41: a konstellationen, enligt Flamsteed: man ser den nebula med svårigheter i en vanlig [icke-achromatisk] refraktor på 3 fot; den är rund, och jag har inte sett någon stjärna: efter att ha undersökt den med ett bra gregorianskt teleskop som förstorar 104 gånger, kunde det ha en diameter på 2 minuters båge. Jag har jämfört centrum med stjärnan Zeta Capricorni, och jag har bestämt dess position i höger uppstigning som 321d 46 ′ 18 ″, och dess deklination som 24d 19 ′ 4 ″ söder. Denna nebula är markerad i diagrammet över den berömda Halley-kometen som jag observerade vid sin återkomst 1759. ”
Vi kan emellertid inte fel Messier, för hans jobb var att jaga kometer och vi tackar honom för att han loggade detta objekt för ytterligare studier. Kanske den första ledtråden till M30s underliggande potential kom från Sir William Herschel, som ofta studerade Messiers objekt, men rapporterade inte sina resultat formellt. I sina personliga anteckningar skrev han:
”Ett lysande kluster, vars stjärnor gradvis är mer komprimerade i mitten. Det är isolerat, det vill säga ingen av stjärnorna i grannskapet kommer sannolikt att vara kopplade till den. Dess diameter är från 2'40 ”till 3’30”. Figuren är oregelbundet rund. Stjärnorna kring mitten är så mycket komprimerade att de verkar springa tillsammans. Mot norr finns två rader med ljusa stjärnor 4 eller 5 i rad. I denna ansamling av stjärnor ser vi tydligt ansträngningen av en central klusterkraft, som kan ligga i en central massa, eller, vad som är mer troligt, i stjärnornas sammansatta energi kring mitten. Linjerna med ljusa stjärnor, även om en ritning som gjordes vid observationstillfället verkar passera genom klustret, är förmodligen inte kopplad till den. ”
Så när teleskop fortsatte och upplösningen förbättrades så gjorde vårt sätt att tänka på vad vi såg ... Vid Admiral Smyths tid hade saker förbättrats ännu mer och så hade konsten att förstå mer:
”Ett fint blekt vitt kluster, under varelsens caudala fen, och cirka 20 grader väst-nordväst om Fomalhaut, där det föregår 41 Stenbocken, en stjärna i femte storleken, inom en grad. Detta föremål är ljust, och från de stridande strömmarna av stjärnor på dess norra kant har en elliptisk aspekt, med en central bras; och det finns bara få andra stjärnor, eller utslagare, i fältet.
”När Messier upptäckte detta, 1764, påpekade han att det lätt kunde ses med ett 3/2-fots teleskop, att det var en nebula, som inte åtföljdes av någon stjärna, och att dess form var cirkulär. Men 1783 attackerades den av WH [William Herschel] med båda sina 20 fot långa Newtonians, och beslutade omedelbart till ett lysande kluster, med två rader pf-stjärnor, fyra eller fem i en linje, som antagligen tillhör den; och därför ansåg han det som isolerat. Oberoende av denna åsikt är den belägen i ett blankt utrymme, en av de chasmata som Lalande benämnde d’espaces vuides, där han inte kunde uppfatta en stjärna i nionde storleken i det achromatiska teleskopet med sextio-sju millimeteröppning. Genom en modifiering av hans mycket geniala mätningsprocess ansåg Sir William djupheten i detta kluster vara av den 344: e ordningen.
”Här är material för att tänka! Vilket enormt utrymme indikeras! Kan ett sådant arrangemang vara tänkt, som en bungling av timmens tutare, insisterar på en ren tillägg till pricken i en värld som vi bor på, för att mjukgöra mörkret på dess små midnatt? Detta anlöper intelligensen om oändlig visdom och makt och anpassar sådana stora medel till ett så oproportionerligt slut. Ingen fantasi kan fylla i den bild som de visuella organen ger den svaga konturen; och den som med säkerhet undersöker den eviga designen kan inte vara många som tar bort från vildhet. Det var en sådan övervägning som fick den inspirerade författaren att hävda, "Hur oundersökbara är hans operationer och hans sätt att ta reda på!"
Under alla historiska noter hittar du notationer som "anmärkningsvärda" och till och med Dyrers berömda utropstecken. Även om M30 kanske inte är det enklaste att hitta, inte heller det ljusaste av Messier-föremålen, är det fortfarande ganska värt din tid och uppmärksamhet!
Hitta Messier 30:
Att hitta M30 är inte en lätt uppgift, såvida du inte använder ett GoTo-teleskop. I alla andra fall är det en starhop-process som måste börja med att identifiera den stora grinformen hos stjärnbilden Stenbocken. När du har separerat denna konstellation börjar du märka att många av dess primära asterismstjärnor är ihopkopplade - vilket är bra! De nordostligaste paren är Gamma och Delta, som är där kikare ska börja.
När du rör dig långsamt söderut och något västerut kommer du att möta ditt nästa breda par - Chi och Epsilon. Nästa sydvästliga uppsättning är 36 Cap och Zeta. Nu har du två alternativ! Du kan hitta Messier 30 lite mer än en fingerbredd öster (ish) av Zeta (ungefär en halv kikare fält) ... eller, du kan återvända till Epsilon och titta på ett kikare fält söderut (cirka 3 grader) för stjärna 41 som kommer visas strax öster om Messier 30 i samma synfält.
För findeskopet är stjärna 41 en avgörande avgift till den globala klustrets position! Det kommer inte att vara synligt för det blotta ögat, men även en liten förstoring kommer att avslöja dess närvaro. Med hjälp av kikare eller ett mycket litet teleskop kommer Messier 30 att visas som endast en liten, bleknad grå ljuskula med en liten stjärna bredvid. Men med teleskopöppningar så små som 4 ″ kommer du att börja lite upplösning på detta förbisett kulformiga kluster och större öppningar kommer att lösa det fint.
Och här är de snabba fakta om Messier 30 för att hjälpa dig komma igång:
Objektnamn: Messier 30
Alternativa beteckningar: M30, NGC 7099
Objekttyp: Klass V Globular Cluster
Konstellation: Stenbocken
Rätt uppstigning: 21: 40,4 (h: m)
Deklination: -23: 11 (deg: m
Distans: 26,1 (kly)
Visuell ljusstyrka: 7,2 (mag)
Tydlig dimension: 12,0 (båge min)
Vi har skrivit många intressanta artiklar om Messier Objects här på Space Magazine. Här är Tammy Plotners introduktion till Messier Objects, M1 - The Crab Nebula, M8 - The Lagoon Nebula, och David Dickisons artiklar om 2013 och 2014 Messier Marathons.
Se till att kolla in vår kompletta Messier-katalog. Och för mer information, kolla in SEDS Messier-databasen.
källor:
- Wikipedia - Messier 30
- Messier Objects - Messier 30
- SEDS - Messier 30
