04/07/2018

Catàleg Charles Messier. Objecte M15


Descobert per Jean-Dominique Maraldi el 1746.

El cúmul globular M15 és un dels eixams estel·lars més conspicus. Està a una distància d'uns 33.600 anys llum; té un diàmetre de 18 minuts d'arc el qual correspon a una extensió lineal de 175 anys llum aproximadament, i la seva brillantor visual total de magnitud 6,2 es correspon a una magnitud absoluta de -9,17 o al voltant de 360.​​000 vegades la del Sol. Les seves estrelles més brillants tenen una magnitud aparent d'uns 12,6 o una magnitud absoluta de -2,8 o una lluminositat de 1.000 vegades la del nostre Sol i els estels gegants de la seva branca horitzontal tenen una magnitud aproximada de 15,6. El seu tipus espectral en conjunt s'ha determinat com F3 o F4. El cúmul globular s'està apropant a nosaltres a una velocitat de 107 km/s.

En els instruments d'aficionat, M15 sembla una mica més petita, potser d'uns 7 minuts d'arc visualment i de 12,3 minuts d'arc fotogràficament. D'altra banda, el radi de marea d'aquest cúmul globular, més enllà del qual el estels que el conformen escaparien d'ell a causa de les forces de marea de la Via Làctia, és una mica més gran: 21,5 minuts d'arc, que corresponen a un distància de 210 anys llum del centre del cúmul.

Aquest cúmul globular ocupa el tercer lloc entre la població coneguda d'estrelles variables, després de M3 i d'Omega Centauri; un total de 112 variables han estat identificades. Una d'elles és aparentment una Cefeida de Tipus II (una estrella W Virginis).

M15 és potser el més dens de tots els cúmuls (globulars) d'estrelles de la Via Làctia. El telescopi espacial Hubble (HST) ha resolt fotogràficament el seu nucli superdens, com mostra aquesta imatge de l'HST. El nucli de M15 ha patit un procés de contracció anomenat "col·lapse del nucli", la qual cosa és comú en l'evolució dels globulars; dels 150 cúmuls globulars dins la nostra Via Làctia, d'acord amb la base de dades de WE Harris, s'ha trobat que 21 d'ells tenen el centre col·lapsat (entre ells a més de l'M15, els globulars Messier M30 i M70) i ​​hi ha al almenys 8 candidats més, entre ells el M62. Aquest nucli central és extremadament petit comparat amb el cúmul, de tan sols uns 0,14 minuts d'arc (8,4 segons d'arc) en diàmetre angular, corresponents a una extensió lineal d'uns 1,4 anys llum.


M15 va ser descobert per Jean-Dominique Maraldi (Maraldi II, 1709-1788) el 7 de setembre de 1746 mentre buscava al cometa De Chésaux; va descriure al cúmul com "un estel nebulosa, força brillant i composta de moltes estrelles". Charles Messier, qui el va catalogar el 3 de juny de 1764, i Johann Elert Bode no van poder veure això i ho van descriure com una "nebulosa sense estels", de manera que li va correspondre a William Herschel en 1783 resoldre aquest bell cúmul estel·lar.

M15 va ser el primer cúmul globular en el qual es va poder identificar una nebulosa planetària, Pease 1 o K648 ("K" per Kuster); això ho va aconseguir Pease en 1928 en plaques fotogràfiques preses des de la Muntanya Wilson el 1927. Leos Ondra ens ha proporcionat més informació sobre aquesta nebulosa planetària. El 1976, Peterson va reportar una possible segona nebulosa planetària en aquest globular, situat a prop del seu centre. Això, però, no ha estat confirmat (agraïm a Leos Ondra per fer notar aquest fet), de tal manera que Pease 1 segueix sent una de les úniques 4 nebuloses planetàries en cúmuls globulars conegudes de la Via Làctia. 

A més, el cúmul globular M15 conté el considerable nombre de 9 púlsars coneguts, estrelles de neutrons que són les restes d'antigues explosions supernova de quan el cúmul era jove. Aquests púlsars tenen les designacions PSR 2127+11, així com PSR 2127+11 A al 2127+11 H. D'aquests objectes, el més interessant és el PSR 2127+11 C, el qual és aparentment un component d'una estrella de neutrons binària, és a dir, té una companya que també és un estel de neutrons (SB Anderson et.al., Nature 346:42 (1990), TA Prince et.al., ApJL 374: L41 (1991)). Aquest sistema, igual que altres similars com el famós púlsar binari Hulse-Taylor PSR 1913+16, és particularment interessant ja que presenten forts efectes gravitatoris relacionats amb la Teoria General de la Relativitat (i és per tant un laboratori natural per provar aquesta teoria d'Einstein) com ara els desplaçaments del periheli, efectes en la llum i emissió de radiació gravitatòria. Aquest últim efecte, l'emissió de radiació gravitatòria, treu energia rotacional i causa una desacceleració de la freqüència del púlsar així com del període orbital.


M15 pot trobar-se molt fàcilment: Localitzeu l'estrella de segona magnitud Epsilon Pegasi i Teta Pegasi al sud-est de la primera. Seguiu la línia des de Teta cap a Epsilon i trobareu el cúmul M15 mig grau a l'oest i 2,25 graus al nord d'Epsilon. Un estel de magnitud 6 està a uns 20' a l'est, una altra estrella de magnitud 7,5 està aproximadament a 5' al NNE.

Amb la seva brillantor aparent de magnitud 6,2, M15 és a prop del límit de visibilitat per a l'ull humà sota condicions molt favorables. L'ajuda òptica més bàsica, com ara uns binocles petits, el revela com un objecte nebulós rodó. Sembla una nebulosa rodona i clapejada en els telescopis de 4 polzades, sent visibles només les seves estrelles més brillants, però per la resta es veu borrós dins d'un fi camp estel·lar. Amb telescopis més potents, es poden veure més i més estrelles i les parts exteriors adquireixen major definició amb un contorn més irregular, no-circular. No obstant això, el nucli compacte roman poc definit encara en els telescopis amateurs més potents encara que les estrelles més brillants ja poden observar-se. Cadenes i rius d'estrelles semblen sortir d'aquest nucli en totes direccions encara que en menor concentració cap a l'oest.


Crèdit de les imatges: NASA-ESA