Willkommen zurück am Messier Montag! In unserer fortwährenden Hommage an den großen Tammy Plotner werfen wir einen Blick auf den Kugelsternhaufen Messier 54!
Während des 18. Jahrhunderts bemerkte der berühmte französische Astronom Charles Messier das Vorhandensein mehrerer „nebulöser Objekte“ am Nachthimmel. Nachdem er sie ursprünglich für Kometen gehalten hatte, begann er, eine Liste dieser Objekte zusammenzustellen, damit andere nicht den gleichen Fehler machten, den er gemacht hatte. Mit der Zeit würde diese Liste (bekannt als Messier-Katalog) 100 der fabelhaftesten Objekte am Nachthimmel enthalten.
Eines dieser Objekte ist der Kugelsternhaufen, der als Messier 54 bekannt ist. Er befindet sich in Richtung der Schütze-Konstellation und wurde einst als Teil der Milchstraße angesehen, die sich etwa 50.000 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. In den letzten Jahrzehnten sind Astronomen gekommen zu erkennen, dass es tatsächlich Teil der Sagittarius Dwarf Galaxy ist, die sich rund 87.000 Lichtjahre entfernt befindet.
Was Sie sehen:
Diese kompakte Sternenkugel läuft mit einer Geschwindigkeit von 142 Kilometern pro Sekunde von uns weg und kann einen Durchmesser von bis zu 150 Lichtjahren und eine Entfernung von 87.400 Lichtjahren haben. Warten Sie ... Halten Sie die Presse ... Fast 90.000 Lichtjahre? Ja. Messier 54 ist nicht Teil unserer eigenen Milchstraße!
1994 machten Astronomen eine ziemlich schockierende Entdeckung… diese schwer zu lösende Kugel war tatsächlich Teil der elliptischen Galaxie des Schützenzwergs. Wie Michael H. Siegal (et al.) In ihrer Studie sagte:
„Im Rahmen der ACS-Untersuchung von galaktischen Kugelsternhaufen präsentieren wir die neue Hubble-Weltraumteleskop-Photometrie des massiven Kugelsternhaufens M54 (NGC 6715) und des überlagerten Kerns der gezeitengestörten Schützen (Sgr) dSph-Galaxie. Unsere tiefe (F606W ~ 26.5) hochpräzise Photometrie liefert ein beispiellos detailliertes Farbgrößendiagramm, das den erweiterten blauen horizontalen Zweig und mehrere Hauptsequenzen des M54 + Sgr-Systems zeigt. Mehrere Abschaltungen weisen auf das Vorhandensein von mindestens zwei Sternentstehungsperioden mittleren Alters mit einem Alter von 4 und 6 Gyr und einem [Fe / H] = -0,4 bis -0,6 hin. Wir zeigen auch zum ersten Mal deutlich eine prominente, ~ 2,3 Gyr alte Sgr-Population mit nahezu solarem Überfluss. Eine Spurenpopulation von noch jüngeren (~ 0,1-0,8 Gyr alt), metallreicheren ([Fe / H] ~ 0,6) Sternen ist ebenfalls angegeben. Die Beziehung zwischen Alter und Metallizität von Sgr stimmt mit einem Closed-Box-Modell überein, und mehrere (4-5) Sternentstehungsstöße über die gesamte Lebensdauer des Satelliten, einschließlich der Zeit seit Beginn der Störung von Sgr. “
In seinen kompakten Tiefen lauern mindestens 82 bekannte variable Sterne, von denen 55 vom Typ RR Lyrae sind. Astronomen, die das Hubble-Weltraumteleskop verwenden, haben jedoch auch festgestellt, dass es zwei halbregelmäßige rote Variablen mit Zeiträumen von 77 und 101 Tagen gibt. Kevin Charles Schlaufman und Kenneth John Mighell vom National Optical Astronomy Observatory erklärten in ihrer Studie:
„Die meisten unserer variablen Kandidatensterne befinden sich auf den PC1-Bildern des Clusterzentrums - einer Region, in der in früheren bodengestützten Studien zu Variablen in M54 keine Variablen gemeldet wurden. Diese Beobachtungen können auch mit AO nicht vom Boden aus durchgeführt werden, da bodengestützte Beobachtungen viel zu viele Sterne pro Auflösungselement enthalten. “
Aber welche anderen Arten ungewöhnlicher Sterne könnten in solch einem fernen kosmischen Sternentwicklungslabor entdeckt werden? Probieren Sie ein Phänomen aus, das als blaue Hakensterne bekannt ist! Wie Alfred Rosenberg (et al.) In ihrer Studie sagte:
„Wir präsentieren die BV-Photometrie, die auf dem Kugelsternhaufen M54 (NGC 6715) zentriert ist. Das Farbgrößendiagramm zeigt deutlich einen blauen horizontalen Zweig, der sich anomal über die theoretischen Modelle des horizontalen Zweigs im Alter von Null hinaus erstreckt. Es ist bisher bekannt, dass diese Arten von horizontal verzweigten Sternen (auch als "blaue Haken" -Sterne bezeichnet), die über die Untergrenze der Hüllkurvenmasse kanonischer horizontal verzweigter heißer Sterne hinausgehen, nur in wenigen Kugelhaufen existieren: NGC 2808, Omega Centauri (NGC 5139), NGC 6273 und NGC 6388. Diese Cluster gehören wie M54 zu den leuchtendsten in unserer Galaxie, was auf eine mögliche Korrelation zwischen der Existenz dieser Arten von horizontal verzweigten Sternen und der Gesamtmasse hinweist des Clusters. Eine Lücke im beobachteten horizontalen Zweig von M54 um Teff = 27.000 K könnte im theoretischen Szenario des späten Heliumblitzes interpretiert werden, was eine mögliche Erklärung für den Ursprung der blauen Hakensterne ist. “
Aber da die Sterne so eng zusammengepackt sind, muss in Messier 54 noch mehr vorkommen. Wie Tim Adams (et al.) In ihrer Studie anzeigten:
„Wir untersuchen ein Mittel, um den offensichtlichen Mangel an roten Riesensternen in Kugelhaufen nach dem Kernkollaps zu erklären. Wir schlagen vor, dass Kollisionen zwischen den roten Riesen und binären Systemen zur Zerstörung eines Teils der roten Riesenpopulation führen können, indem entweder der Kern des roten Riesen ausgeknockt wird oder indem ein gemeinsames Hüllensystem gebildet wird, das zur Auflösung des roten Riesen führt roter Riesenumschlag. Wenn wir den roten Riesen als zwei Punktmassen behandeln, eine für den Kern und eine für die Hülle (mit einem geeigneten Kraftgesetz, um die Verteilung der Masse zu berücksichtigen), und die Komponenten des binären Systems, die ebenfalls als Punktmassen behandelt werden, verwenden wir a Vier-Körper-Code zur Berechnung der Zeitskalen, auf denen die Kollisionen auftreten werden. Anschließend führen wir eine Reihe von Hydrodynamikläufen für glatte Partikel durch, um die Details des Stofftransfers innerhalb des Systems zu untersuchen. Darüber hinaus zeigen wir, dass Kollisionen zwischen einzelnen Sternen und roten Riesen zur Bildung eines gemeinsamen Hüllensystems führen, das den roten Riesenstern zerstört. Wir stellen fest, dass eine Kollision mit niedriger Geschwindigkeit zwischen binären Systemen und roten Riesen zur Zerstörung von bis zu 13 Prozent der roten Riesenpopulation führen kann. Dies könnte helfen, die in PCC-Kugelhaufen beobachteten Farbverläufe zu erklären. Wir stellen auch fest, dass die Möglichkeit besteht, dass durch beide Arten von Kollisionen gebildete binäre Systeme irgendwann in Kontakt kommen und möglicherweise eine Population katastrophaler Variablen erzeugen. “
Aber die Entdeckungen sind noch nicht zu Ende… Studien aus dem Jahr 2009 haben Hinweise auf ein Schwarzes Loch mit mittlerer Masse in Messier 54 ergeben - das erste bekannte Loch, das jemals in einem Kugelsternhaufen entdeckt wurde.
„Wir berichten über den Nachweis eines Höckers der Sterndichte und eines Anstiegs der Geschwindigkeitsdispersion im Zentrum des Kugelsternhaufens M54 im Zentrum der Schützenzwerggalaxie (Sgr). Die Streuung der zentralen Sichtliniengeschwindigkeit beträgt 20,2 ± 0,7 km s-1 und sinkt bei 2 farcs5 (0,3 pc) auf 16,4 ± 0,4 km s-1. Die Modellierung der Kinematik- und Oberflächendichteprofile als Summe eines King-Modells und einer Punktmasse ergibt eine Schwarzlochmasse von ~ 9400 M Sonne. “ R. Ibata (et al.) sagt: „Die Beobachtungen können jedoch alternativ erklärt werden, wenn die Höckersterne eine moderate radiale Anisotropie besitzen. Eine Jeans-Analyse des Sgr-Kerns zeigt eine starke tangentiale Anisotropie, wahrscheinlich ein Relikt aus der Bildung des Systems. “
Beobachtungsgeschichte:
Am 24. Juli 1778, als Charles Messier diesen schwachen Fuzzy zum ersten Mal sah, hatte er keine Ahnung, dass er den allerersten extra-galaktischen Kugelsternhaufen entdecken würde. In seinen Notizen schreibt er: „Sehr schwacher Nebel, entdeckt in Schütze; Sein Zentrum ist brillant und es enthält keinen Stern, gesehen mit einem achromatischen Teleskop von 3,5 Fuß. Seine Position wurde von Zeta Sagittarii der 3. Größenordnung bestimmt. “
Jahre später studierte Sir William Herschel auch M54 und schreibt in seinen privaten Notizen: „Ein runder, auflösbarer Nebel. In der Mitte sehr hell und die Helligkeit nimmt allmählich ab, etwa 2 1/2 'oder 3' im Durchmesser. 240 zeigt zu schwache große Sterne im schwachen Teil des Nebels, aber ich nehme eher an, dass sie keine Verbindung zum Nebel haben. Ich glaube, es ist nichts anderes als eine Miniaturgruppe sehr komprimierter Sterne. “
Unzählige andere Beobachtungen würden folgen, wenn der M54 von anderen Astronomen katalogisiert wurde, und jeder würde ihn wiederum nur als einen viel helleren Kern und eine gewisse Auflösung an den Rändern beschreiben. Viel Spaß beim Versuch, diesen zu knacken!
Messier 54 finden:
M54 ist nicht schwer zu finden ... Springen Sie einfach zu Zeta Sagittarii, dem südwestlichsten Stern der "Teekanne" von Sagittarius, und hüpfen Sie einen halben Grad nach Süden und eine Fingerbreite (1,5 Grad) nach Westen. Das Problem ist es zu sehen! In kleinen Optiken wie Ferngläsern oder Suchern erscheint es aufgrund seiner geringen Größe fast hervorragend. Wenn Sie jedoch nur nach einem größeren, dunklen Stern suchen, der nicht ganz perfekt fokussiert ist, haben Sie ihn gefunden.
Bei kleineren Teleskopen erhalten Sie keine Auflösung für diesen Kugelsternhaufen der Klasse III, da er so dicht ist. Eine große Blende schneidet auch nicht viel besser ab, da nur einige einzelne Sterne am äußeren Rand erscheinen. Aufgrund seiner Größe und Größe ist Messier 54 besser für Bedingungen mit dunklem Himmel geeignet.
Und hier sind die kurzen Fakten zu diesem Messier-Objekt, die Ihnen den Einstieg erleichtern sollen:
Objektname: Messier 54
Alternative Bezeichnungen: M54, NGC 6715
Objekttyp: Extragalaktischer Kugelsternhaufen der Klasse III
Konstellation: Schütze
Richtiger Aufstieg: 18: 55,1 (h: m)
Deklination: -30: 29 (Grad: m)
Entfernung: 87,4 (kly)
Visuelle Helligkeit: 7,6 (mag)
Scheinbare Dimension: 12,0 (Bogen min)
Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über Messier Objects geschrieben. Hier ist Tammy Plotners Einführung in die Messier-Objekte, M1 - Der Krebsnebel, M8 - Der Lagunennebel und David Dickisons Artikel zu den Messier-Marathons 2013 und 2014.
Schauen Sie sich unbedingt unseren vollständigen Messier-Katalog an. Weitere Informationen finden Sie in der SEDS Messier-Datenbank.
Quellen:
- Messier Objekte - Messier 54
- SEDS - Messier 54
- Wikipedia - Messier 54
