CHARLES
MESSIER
29/04/2011
GLI AMMASSI GLOBULARI
Gli ammassi globulari sono insiemi di stelle, in numero di decine di migliaia,
racchiuse in una forma pressoché sferica che va dai 60 ai 300 anni luce di
diametro, con una concentrazione molto elevata verso il centro.
Charles Messier
AMMASSI GLOBULARI
Durante la prima settimana dedicata all’astronomo francese Charles
Messier abbiamo conosciuto la persona Messier ed abbiamo introdotto il suo
catalogo, spiegandone genesi e scopo.
Durante la seconda serata abbiamo invece visto come gli oggetti
appartenenti alla lista dell’astronomo francese, sebbene fossero all’epoca
considerati per lo più nebulae, abbiano in realtà una natura estremamente
diversificata e siano raggruppabili in categorie di corpi celesti molto
distinte, legate molto spesso al ciclo di vita stellare.
Durante la terza serata abbiamo visto invece che le stelle nascono in gruppi, chiamati ammassi
aperti, a partire da una stessa gigantesca nube che si contrae per qualche motivo.
Nell’ambito della quarta serata, invece, ci siamo concentrati sulle vere e proprie nebulose, non
mancando l’occasione per parlare di nascita e morte stellare.
La quinta serata del ciclo di Messier è stata dedicata invece alle galassie, alle loro tipologie ed
ai risvolti cosmologici che le galassie stesse hanno avuto nel tempo.
Questa sesta serata completerà il quadro degli oggetti inseriti nel Catalogo di Messier,
vertendo sugli oggetti forse più misteriosi di tutto il cielo, gli ammassi globulari, la loro natura e la
loro composizione.
Iniziamo, quindi, il nostro viaggio tra gli ammassi globulari proseguendo sulla falsa linea che
stiamo tracciando durante questo corso: faremo quindi riferimento a nozioni teoriche che
consentiranno di apprezzare e capire sempre meglio la natura degli oggetti che poi andremo ad
osservare.
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Charles Messier
QUELLE SFERE DEL CIELO TANTO SIMILI ALLE COMETE
Immaginiamoci nei panni di Charles Messier, alle prese con il nostro piccolo telescopio a scrutare il
cielo in cerca di comete. La sua disperazione deve essere stata davvero grande se l’astronomo
francese arrivò alla decisione di stilare un catalogo contenente gli oggetti da non confondere con le
comete. Oggi quel senso di frustrazione è stato ben ripagato dalla notorietà raggiunta dal
Catalogo di Messier, ma allora – per un cacciatore di comete – imbattersi continuamente in oggetti
simili ma diversi dalle comete dovrebbe essere stato abbastanza frustrante.
Tra gli oggetti che più fecero impazzire Messier, gli ammassi globulari ebbero sicuramente un ruolo
di spicco se è vero che molto spesso, in presenza di un ammasso globulare, lo stesso Messier scrisse
frasi tipo “nebuleuses sans etoiles” oppure “ne contient aucune etoiles”.
Al suo rifrattore da 6 o 7 centimetri di apertura, con i bassi ingrandimenti che poteva sfruttare,
questi oggetti si presentavano quasi tutti come macchioline sfocate, dalla forma pressoché circolare.
In pratica, davvero molto simili alle comete! Soltanto per M4 nello Scorpione l’astronomo francese
riuscì a captare la natura stellare, parlando di “ammasso di stelline molto piccole” sfruttando il fatto
che si tratta di un ammasso abbastanza disperso.
Con
il
miglioramento
della
strumentazione gli astronomi hanno
potuto osservare questi oggetti con
molti più dettagli, fino a giungere alla
loro caratterizzazione. In realtà, ancor
prima di M4, il primo ammasso
globulare di cui si ha notizia scritta è
M22,
nella
costellazione
del
Sagittario. La scoperta sembra fatta
risalire al 1665 ad opera del tedesco
Johann Abraham Ihle, ma gli strumenti
dell’epoca non mostrarono alcuna
distinzione tra le stelle. La prima vera
campagna osservativa di questi
oggetti è stata operata da William
Herschel nel 1782: proprio durante
questa survey l’astronomo riuscì a risolvere i 33 ammassi globulari fino ad allora conosciuti e a
scoprirne altri 37.
FIGURA 1: OMEGA CENTAURI
Anzi, a quanto pare fu proprio Herschel ad usare per primo il termine ammasso globulare,
prendendo spunto dal latino che indica con globus proprio una forma sferica. Da allora il numero
degli ammassi globulari è sempre andato crescendo: 83 nel 1915, 93 nel 1930 e 97 nel 1947 fino
ai 157 presenti a fine 2010 nel catalogo di William E. Harris della McMaster University.
Ancora non abbiamo detto, però, cosa è un ammasso globulare anche se a questo punto è chiaro:
gli ammassi globulari sono insiemi di stelle, in numero di decine di migliaia, racchiuse in una forma
pressoché sferica che va dai 60 ai 300 anni luce di diametro, con una concentrazione molto elevata
verso il centro.
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Charles Messier
LOCALIZZAZIONE E FORMAZIONE DEGLI AMMASSI GLOBULARI
Abbiamo appena detto che a fine 2010 nella Via Lattea si contano 157 ammassi globulari, e si
ritiene che possano essercene altri dieci o quindici nascosti alla nostra vista dalle nubi che avvolgono
il centro galattico nella costellazione del Sagittario e del vicino Scorpione.
Non è un numero elevato, non è una cifra “astronomica” come quelle che siamo soliti immaginare
parlando di universo. In realtà ci sono galassie a noi vicine che ne contano molti di più. La Galassia
di Andromeda, M31, ne dovrebbe contare circa cinquecento mentre nella galassia M87 dovrebbero
essercene addirittura più o meno diecimila Una caratteristica fondamentale degli ammassi globulari
è data dalla loro posizione all’interno delle galassie che li ospitano: si tratta infatti di oggetti
satellite del centro galattico, di oggetti che in pratica sono in orbita più o meno stretta intorno al
centro delle galassie. Dei 157 oggetti della nostra Via Lattea, infatti, risulta che ben 79 sono visibili
nelle costellazioni di Sagittario, Scorpione e Ofiuco, in prossimità di Sagittarius A*.
FIGURA 2: LOCALIZZAZIONE DEGLI AMMASSI GLOBULARI GALATTICI
Abbiamo detto che la grande galassia M87 possiede migliaia di ammassi globulari e sappiamo che
altre galassie di queste dimensioni viaggiano su numeri simili a quelli di M87. Galassie piccole,
invece, sembrano avere un numero molto più ridotto se non assenza di ammassi globulari. Sembra un
dato importante per cercare di capire uno dei misteri che ancora oggi regnano nel campo
dell’astronomia, cioè la formazione di questi ammassi globulari.
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Charles Messier
Uno spunto di ricerca si è avuto nel 2008, quando un gruppo internazionale di astronomi ha
pubblicato su Astrophysical Journal un articolo riguardante proprio la formazione degli ammassi
globulari esaminando quelli extra-galattici. Grazie al telescopio spaziale Hubble, infatti, gli
astronomi sono stati in grado di identificare 11.000 ammassi globulari in un centinaio di galassie
esterne alla nostra appartenenti all’ammasso della Vergine. Il campione di galassie era diversificato
per forma, dimensione e luminosità, e comprendeva anche le galassie nane che possiedono pochi
ammassi globulari.
I dati hanno
portato
ad
osservare la
presenza
di
ammassi
globulari
in
galassie nane
fino a 3 milioni
di anni luce
dal
centro
dell’ammasso
galattico della
Vergine, del
quale fa parte
la
famosa
M87.
Sembrerebbe
quindi che lo
sviluppo e la
presenza
di
FIGURA 3: ALCUNE GALASSIE STUDIATE DALLA NASA
ammassi globulari
dipenda essenzialmente dall’ambiente: le galassie nane nei pressi del centro dell’ammasso della
Vergine contengono più ammassi globulari delle galassie nane simili ma più lontane. Si è sempre
ritenuto che i migliaia di ammassi di M87 avessero una origine sconosciuta e si è sempre pensato che
questi ammassi possano essere stati strappati da galassie più piccole che si sono avvicinate troppo a
M87.
Ad avvalorare questa tesi è venuto incontro un altro dato: nelle galassie nel raggio di 130.000 anni
luce da M87 sono stati trovati pochissimi o nessun ammasso globulare, ad indicare che questa
galassia gigante abbia davvero portato via gli ammassi dalle galassie più piccole. In più, in M87 ci
sono ammassi globulari carenti di elementi pesanti come il ferro in numero superiore di ben tre volte
rispetto alla media, il che porta a pensare che molti di questi ammassi provengano dalle vicine
galassie nane, contenenti ammassi molto poveri di elementi pesanti.
La galassia gigante M87 si trova al centro di una vasta concentrazione di materia oscura, in grado
di rendere più efficiente il processo di formazione stellare, e tutti gli ammassi globulari prossimi al
centro si sono probabilmente formati presto nella storia dell’ammasso della Vergine.
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DISTANZA ED ETA’
Comunque, proprio dalla localizzazione degli ammassi globulari intorno al centro galattico, Harlow
Shapley nel 1914 iniziò una serie di studi che lo portò a pubblicare ben 40 articoli scientifici
nell’ambito dei quali esaminò le variabili cefeidi presenti in queste sfere di luce utilizzandone le note
proprietà per stimare la distanza di questi oggetti.
FIGURA 4: DISTRIBUZIONE DI SHAPLEY
Proprio dalla distribuzione spaziale
degli ammassi globulari Shapley tentò
di determinare la dimensione della Via
Lattea, partendo dalla ipotesi per la
quale gli ammassi globulari siano
disposti in forma pressiché sferica
intorno al centro galattico. I suoi
risultati risentirono tuttavia di un
fenomeno allora sottostimato quale
l’estinzione stellare dovuta alla
presenza di polveri nel piano
galattico: proprio queste polveri
attenuavano la luce stellare delle
Cefeidi portando a sovrastimare la
distanza delle stelle stesse e quindi di
tutto l’ammasso.
Tutti gli ammassi globulari galattici sono piuttosto piuttosto distanti dal Sole: il più vicino a noi è M4
che si trova ad una distanza di circa 10 mila anni-luce. Proprio questa distanza fa sì che tra noi e gli
ammassi globulari esista una notevole quantità di polvere interstellare che affievolisce la luce
stellare e ne rende la distanza maggiore di quel che non sia in realtà. Questo errore si ripercuote
anche sulla stima dell'età: un'incertezza del 10% nella stima della distanza provoca infatti un errore
di circa il 20% nella stima dell'età.
La distanza degli ammassi globulari impedisce l’uso della parallasse come metodo di
determinazione delle distanze, quindi occorrono metodi indiretti proprio come quelli usati da
Shapley: il metodo delle candele basato su esplosioni di supernova oppure di cefeidi: si tratta di
stelle per le quali, data la curva di luce, è nota la magnitudine assoluta e per le quali, quindi, la
distanza è ottenibile a partire dalla magnitudine visuale. Se conosciamo la brillantezza che avrebbe
una stella se fosse vicina a noi, infatti, la minore brillantezza con la quale ci appare è riconducibile
essenzialmente alla distanza. In tal caso, tuttavia, risentiamo dei problemi dovuti alla presenza di
polveri interstellari quindi si rischia di incorrere in errori.
Parlando di ammassi aperti durante la prima lezione abbiamo introdotto il diagramma di
Hertzsprung-Russell per mettere in relazione la luminosità degli astri con il loro colore e quindi la
loro temperatura. Non riprendiamo tutta la storia del diagramma in questa sede, ma facciamo
qualche accenno per capire bene i concetti essenziali ai nostri scopi.
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Charles Messier
Il diagramma pone in relazione la magnitudine apparente sull’asse verticale con temperatura (o
indice di colore o tipo spettrale) delle stelle che compongono l’ammasso in esame. In un diagramma
stellare che non sia quello di un ammasso globulare, molte delle stelle viaggiano su una stessa retta
definita di sequenza principale, caratterizzata da una proporzionalità tra magnitudine e
temperatura.
Le stelle di un ammasso globulare sono
poste tutte alla stessa distanza dalla
Terra, quindi la differenza tra la
magnitudine
assoluta
e
quella
apparente sarà costante: le stelle
dell’ammasso che appartengono alla
sequenza principale sono distribuite
lungo una linea esattamente come
quelle delle stelle normali, più vicine al
Sole. Mentre le stelle vicine al Sole si
dispongono nel diagramma in modo
abbastanza diversificato, fatta salva
la maggior presenza lungo la
sequenza principale, le stelle di un
FIGURA 5: DIAGRAMMA HR DI M3
ammasso si trovano quasi tutte lungo
una curva ben definita, caratteristica di stelle che si sono formate tutte in una stessa epoca a partire
dalla stessa composizione della nebulosa di origine. L’unica differenza a quel punto è data dalla
massa iniziale delle stelle.
La forma della curva varia al variare dell’età dell’ammasso, quindi proprio da questa analisi è
possibile risalire all’età dell’ammasso intero. Nell’immagine è evidenziato il diagramma HR
dell’ammasso M3: le stelle più massicce in fase di sequenza principale sono quelle che hanno la
magnitudine maggiore (quindi il numero minore) e saranno le prime ad evolvere nella fase di
gigante, dove smettono di trasformare idrogeno in elio ed iniziano a bruciare le scorte di elio nel
nucleo e di idrogeno negli strati più esterni. Con l’avanzare dell’età, anche le stelle più piccole
iniziano a convergere verso la fase di gigante. Una curva di sequenza principale andrebbe
dall’angolo in basso a destra all’angolo in alto a sinistra, invece il diagramma mostra una curva
netta intorno a magnitudine 19. Gli ammassi più giovani avrebbero una curva a magnitudini
maggiori (quindi più in alto), mentre in tal caso le stelle con magnitudine dalla 12 alla 18 sono già
“deviate” verso la fase di gigante. Nell’ammasso M3 sono le stelle di magnitudine 19 che ora stanno
passando in fase di gigante, mentre tra tantissimi anni, dal nostro punto di vista, inizieranno a
deviare anche le stelle a magnitudine 20.
Da questa analisi e dalla temperatura di nane bianche trovate all’interno degli ammassi risulta
evidente, quindi, che gli ammassi globulari sono oggetti molto antichi. In media l’età degli ammassi
globulari risulta aggirarsi intorno ai 12,7 miliardi di anni, quindi un numero molto vicino a quello che
esprime l’età dell’intero universo. Con stime poco accurate, gli astronomi si sono trovati spesso di
fronte a risultati che parlavano di 30 miliardi di anni di età, quindi addirittura superiore a quella
dell’universo, e proprio da questo si compresero gli errori compiuti nel processo di stima.
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COMPOSIZIONE DEGLI AMMASSI GLOBULARI
Come già accennato, gli ammassi globulari hanno una composizione nell’ordine delle centinaia di
migliaia di componenti confinate in uno spazio pressoché sferico di qualche parsec cubico. La densità
delle stelle è moto elevata. La distanza media tra le stelle di una galassia è di circa 7 anni luce, che
negli ammassi aperti si riduce a circa 2 anni luce. Negli ammassi globulari, invece, la distanza media
tra le stelle è di appena sei mesi luce, quindi circa un ottavo della distanza che ci separa dalla stella
a noi più vicina, Proxima
Centauri.
Un simile contesto non è
certo il massimo per lo
sviluppo di sistemi planetari
dal momento che le orbite di
eventuali pianeti sarebbero
molto
instabili.
Ciò
nonostante, sembra che
intorno ad una pulsar
all’interno di M4 sia stato
trovato
un
sistema
planetario.
Le stelle, come detto, sono
molto antiche ed a lungo si è
pensato
che
potessero
appartenere ad una unica
FIGURA 6: ESOPIANETA IN M4. CREDIT HUBBLE SITE
popolazione di stelle. Con il
termine Popolazione si indica
in astronomia una generazione di stelle. Così, le stelle di Popolazione III sono le più antiche, quelle
che non presentano metalli poiché hanno avuto la loro origine in un periodo dell’universo in cui il
mezzo interstellare era ancora puro o quasi, non contaminato dai materiali più pesanti liberati dalle
prime esplosioni di supernova. Le stelle di seconda e prima popolazione invece contengono materiali
più pesanti oltre a idrogeno ed elio.
Data l’età molto antica degli ammassi globulari, la maggior parte delle stelle che ne fanno parte
sono stelle di Popolazione III o, più facilmente, II. Negli ammassi globulari più grandi, tuttavia,
sembrano coesistere diverse popolazioni stellari: è il caso di Omega Centauri ad esempio, che
tuttavia sembra essere più il nucleo di una galassia nana spogliato degli strati più esterni piuttosto
che un ammasso globulare propriamente detto.
Non è l’unica caso però: proprio alla fine del 2007, è stato notata nell'ammasso globulare NGC
2808 la presenza di almeno tre differenti generazioni di stelle, e questa è stata una notizia a dir
poco esaltante per il mondo astronomico. Le generazioni di stelle si differenziano per le righe
presenti nello spettro, indicanti la presenza di elementi chimici anziché altri, e l'analisi comparativa
ha portato ad evidenziare una differente composizione chimica. In pratica, le stelle di un ammasso
globulare dovrebbero appartenere alla stessa popolazione: le più vecchie dovrebbero presentare
righe di elio e idrogeno (Popolazione III) e così via con elementi più pesanti derivanti dalla fine della
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Charles Messier
vita di stelle precedenti. Negli ammassi globulari sono state trovate stelle di popolazione diversa,
risalenti quindi a formazioni stellari differenti. Sembrerebbe, quindi, che gli ammassi più massicci
riescano a conservare una certa quantità di gas che viene arricchito dalle emissioni di venti stellari
delle esistenti giganti rosse. Prima o poi questo serbatoio di gas si arresta, ma le stelle che possono
ancora beneficiarne nascono da una nebulosa che si differenzia proprio per i materiali espulsi dalle
giganti rosse. Lo studio, effettuato sugli ammassi della nostra Galassia, è stato esteso agli ammassi
globulari della Grande Nube di Magellano ottenendo gli stessi risultati, a testimonianza - se ce ne
fosse ancora bisogno - che viviamo in una parte di spazio esattamente uguale a tante altre.
Un'altra soluzione potrebbe essere meno affascinante: neanche NGC 2808 e gli altri ammassi
oggetto di studio sono ammassi globulari ma, magari come Omega Centauri, il nucleo di galassie
spogliate del loro alone stellare.
QUELLE STRANE GEMME BLU: LE BLUE STRAGGLERS
Finora abbiamo parlato di popolazioni stellari, ma alla fine sempre di stelle molto antiche e
comunque di stadi evolutivi molto avanzati si tratta. A volte, in mezzo alla vasta distesa di stelle
giganti rosse, spiccano alcune gemme azzurre all’interno di questi ammassi antichi quanto l’universo.
Le stelle azzurre, è noto, sono stelle molto giovani e calde. Per essere molto giovani, però, devono
per definizione essere nate da poco ma questo vuol dire che deve esserci abbastanza mezzo
interstellare tra le componenti dell’ammasso da consentire la nascita di una stella molto massiccia.
Eppure questo mezzo interstellare non c’è. E poi sappiamo che le stelle nascono in gruppi, ammassi
aperti, ed invece queste si presentano da sole. Da dove nascono queste vagabonde blu, che
vengono chiamate proprio blue stragglers?
In realtà non si tratta di stelle
neonate
bensì
di
stelle
ringiovanite. Il dubbio risale alle
osservazioni
tramite
Hubble
dell’ammasso globulare M30, che
evidenzia un certo numero di stelle
azzurrine.
I processi che possono dar vita a
stelle di questo tipo sono
essenzialmente due. Nel primo
processo si ha la collisione di due
stelle di massa medio-piccola che
uniscono le loro masse e quindi i
loro combustibili a formare una
stella unica di massa superiore e
di calore superiore, dalla tonalità
azzurra. Il secondo processo, invece, parte dalle interazioni mareali di sistemi binari di compagne di
massa medio-piccola: in questi sistemi la stella con massa maggiore cannibalizza la sua compagna
FIGURA 7: FORMAZIONE DI BLU STRAGGLERS
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aspirandone materiale, del quale si accresce. In tali casi la stella maggiore accresce dimensione e
calore fino a diventare una stella azzurra, nota proprio come blu straggler. Alcune di queste, infine,
sono vere e proprie vagabonde dal momento che la botta presa al momento della collisione fornisce
alla stella nascente una velocità tale da spedirla al di fuori della galassia di origine.
Questo tipo di stelle è in realtà noto fin dagli anni Cinquanta, ma sul loro modo di nascere ci sono
ancora titubanze e dubbi. Non si tratta, tuttavia, degli unici oggetti esotici che possono essere trovati
all’interno degli ammassi globulari dal momento che sono state rintracciate pulsar al millisecondo,
sistemi binari emittenti nello spettro X e qualche evidenza indiretta è presente anche in tema di buchi
neri di taglia intermedia tra i buchi neri stellari che seguono la morte di stelle di grande massa ed i
buchi neri supermassicci che occupano il nucleo delle galassie maggiori.
CLASSIFICAZIONE DEGLI AMMASSI GLOBULARI
Una volta visto cosa sono gli ammassi globulari, la loro età e la loro composizione, non resta che
classificarli.
Una prima classificazione distingue in base al contenuto di metallicità dell’ammasso, quindi alla
presenza di materiali più pesanti di idrogeno ed elio. Si è detto che gli ammassi globulari hanno
prevalenza di stelle di popolazione II, con bassa metallicità. L’astronomo olandese Pieter Oosterhoff
distinse due popolazioni di ammassi globulari, oggi note come gruppi di Oosterhoff. I membri del
tipo I presentano righe più marcate di elementi metallici rispetto ai membri del tipo II, quindi si parla
anche di ammassi ricchi in metalli e di ammassi poveri in metalli. Si tratta di gruppi simili per età ma
diversi per composizione. Queste diversità nascono forse dalla storia delle galassie che li ospitano in
termini di fusioni, interazioni e tassi di formazione stellare.
Una seconda classificazione, più utilizzata nei cataloghi, è dovuta al già visto Shapley: tra il 1927
ed il 1929 l’astronomo catalogò gli ammassi globulari in base al grado di concentrazione rispetto al
nucleo, assegnando un numero romano per ciascuna delle dodici classi individuate. Gli ammassi di
Classe I sono quelli più concentrati mentre quelli di Classe XII sono quelli meno concentrati.
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Charles Messier
GLI AMMASSI GLOBULARI DI MESSIER
FIGURA 8: LOCALIZZAZIONE DEGLI AMMASSI GLOBULARI DI MESSIER
Gli ammassi globulari del Catalogo di Messier sono 29 e la maggior parte è compresa nella zona
di cielo estivo tra Sagittario, Scorpione e Ofiuco.
Passiamo in rassegna questi oggetti.
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M2 - Acquario
M2 è un ammasso globulare nella
costellazione dell'Acquario, scoperto nel
1746 da Maraldi mentre seguiva la cometa
di De Chéseaux e riscoperto da Messier nel
1760, quindi 14 anni dopo. Curiosamente,
entrambi gli astronomi puntarono l’oggetto
il giorno 11 settembre a distanza di 14
anni precisi l’uno dall’altro.
Messier lo vide come “Nebulosa senza stelle
nella testa dell'Aquario, il centro è brillante, e
la luce che l’avvolge è rotonda; somiglia alla
bella nebulosa che si trova tra la testa e
l’arco del Sagittario, e si vede assai bene in
un telescopio di due piedi, posta sul parallelo
FIGURA 9: M2 NELL'ACQUARIO
di (alpha) Aquarii”. Si vede assai bene, dice
Messier, ma intanto soltanto William Herschel riuscì a distinguerlo in stelle.
Distante dalla Terra circa 37.500 anni luce e dal centro galattico circa 33.000 anni luce, M2 ha un
diametro di circa 175 anni luce ed è molto ellittico. Contiene circa 150.000 stelle ed è tra i più ricchi
ammassi noti. La classe II denota una accentuata concentrazione verso il nucleo.
La sua magnitudine visuale è 6,5 e si estende visualmente per circa 7 minuti di cielo, che nelle
fotografie diventano quasi 16 primi d’arco. Nonostante questa estensione, la compattezza del
nucleo fa sì che gran parte della sua massa risieda proprio nella zona centrale. Si compone
essenzialmente di giganti rosse e gialle con magnitudine intorno alla 13.
La sua età è stimata in circa 13 miliardi di anni ed al suo interno sono presenti numerose variabili di
tipo RR Lyrae e Cefeidi.
Qualcuno riesce a vederlo ad occhio nudo, e si trova tra le stelle alfa e beta dell'Acquario a
formare un piccolo triangolo.
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Charles Messier
M3 – Cani da Caccia
L'ammasso globulare M3 risiede nella costellazione
Canes Venatici, nella parte sud della costellazione
spostato verso la costellazione limitrofa del
Contadino, in diagonale verso Arturo.
FIGURA 10:M3 NEI CANI DA CACCIA
Scoperto da Messier nel 1764, che ne fornì la
seguente descrizione: “Nebulosa scoperta tra Bootes
ed uno dei Cani da Caccia di Hevelius; essa non
contiene alcuna stella, il suo centro è brillante e la sua
luce va scemando insensibilmente, essa è rotonda; con
un bel cielo la si può vedere con un telescopio da un
piede; essa è riportata sulla carta della cometa
osservata nel 1779. Memorie dell'Accademia dello
stesso anno. Riosservata il 29 marzo 1781, sempre
bellissima”.
Nessuna stella, disse Messier, ed infatti la prima risoluzione in stelle è dovuta a William Herschel. Si
tratta di uno degli ammassi globulari più brillanti e la sua forma è decisamente simmetrica. Si trova
a circa 34.000 anni luce dal nostro pianeta e vanta una magnitudine visuale di 6,2 in grado da
renderlo visibile da cieli perfettamente bui anche ad occhio nudo.
Ci sono mezzo milione di stelle all'interno di M3 e molte stelle sono di tipo variabile, molte delle
quali sono state già identificate per tipologia e curva di luce. Poco concentrato, di classe VI.
FIGURA 11: DIAGRAMMA HR DI M3
Il diagramma HR allegato a M3 mostra che si tratta di
stelle davvero antiche, con una età stimata intorno ai 10
miliardi di anni sebbene su M3 di rumore ne sia stato
fatto storicamente: la stima dell'età di questo ammasso
ha infatti suscitato numeri come fosse una tombola, a
partire da 4 miliardi di anni fino ad arrivare a 26.
Dando per scontato che l'Universo ha più o meno 14
miliardi di anni, l'ultima stima sembra quantomeno
azzardata. La curva delle stelle inizia a discostarsi dalla
sequenza principale intorno a magnitudine 14: tutte le
stelle più massicce sono già migrate verso la fase di
gigante rossa mentre le altre lo faranno da qui a breve.
L'ammasso brilla come 390.000 Soli. Visivamente è posto a 11' NNW da una stellina di ottava
grandezza, mentre una stellina di magnitudine 9,5 si trova a ridosso del margine nord-occidentale.
Già un piccolo telescopio risolve le regioni più esterne.
Al suo interno è presente anche una giovanissima stella azzurra di classe spettrale O8, quindi una
blue straggler.
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Charles Messier
M4 - Scorpione
M4 è un ammasso globulare di classe IX, quindi
abbastanza disperso, nella costellazione dello
Scorpione, scoperto nel 1746 da Le Cheseaux, che
lo descrive come bianco, rotondo e piccolo. Messier
lo cataloga nel 1764 parlando di “un ammasso di
piccolissime stelle; con un telescopio più piccolo
appare più simile ad una nebulosa”.
Si trova a 1° 20' Ovest da Antares, quindi una
volta trovata la brillante stella non è difficile
passare all'osservazione di M4 anche se non
bisogna confondersi con il più debole NGC 6144,
posto a circa 40' a Nord Ovest dalla gigante
rossa. In un binocolo, Antares e M4 probabilmente fanno parte della stessa inquadratura. Si tratta
di uno dei più vicini ammassi globulari conosciuti (le distanze sono sempre molto aleatorie comunque),
e quando il cielo è molto buio è rintracciabile addirittura ad occhio nudo, anche se la bassa
declinazione rende difficile questo obiettivo. La sue estrema brillantezza, infatti, non è dovuta a doti
intrinseche dell'ammasso, che in realtà è piuttosto modesto e luminoso 'soltanto' come 44.000 stelle
come il Sole, ma dalla sua vicinanza: soltanto 7.800 anni luce da noi. Soltanto l'ammasso NGC 6366
nel Cefeo è più vicino alla Terra.
FIGURA 12: M4 NELLO SCORPIONE
Uno strumento dall'apertura di 150 millimetri riesce a
risolvere quasi completamente le stelle di cui si
compone, tanto che si tratta dell’unico ammasso
globulare che Messier riuscì ad identificare come
insieme di stelle. La caratteristica principale è la
presenza di una specie di barra centrale,
rappresentata da una striscia di stelle di magnitudine
11 estesa per circa 2,6'. E' tra gli ammassi meno
concentrati, esteso per circa 26 minuti d'arco che, alla
sua distanza, corrisponde ad un diametro di circa 55
anni luce. Il periodo osservativo migliore è l'estate,
soprattutto il periodo tra fine maggio e metà giugno.
L'ammasso si sta allontanando da noi alla velocità di circa 65 km/s.
FIGURA 13: DIAGRAMMA HR DI M4
Tra gli inquilini dell'ammasso ci sono numerose variabili, soprattutto di tipo RR Lyrae, e due pulsar al
millisecondo, nonché sveriate nane bianche scoperte e fotografate dal telescopio spaziale Hubble.
Proprio in M4 è stata scoperta la prima pulsar nel 1987, con un periodo di circa 3 millisecondi. Sono
state determinate le magnitudini di circa 660 stelle dell'ammasso, le più brillanti di magnitudine
15,6. In tutto, M4 contiene più di 100.000 stelle, circa la metà delle quali è concentrata in 8 anni
luce dal centro. Il 10 luglio 2003 sempre il telescopio Hubble ha scoperto un pianeta in orbita
intorno ad un sistema binario composta da una pulsar, PSR B1620-26, e da una nana bianca. Il
pianeta, noto come PSR B1620-26c, viene chiamato anche Matusalemme visto che la sua età
dovrebbe aggirarsi intorno ai 13 miliardi di anni.
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M5 – Serpente
M 5 è un ammasso globulare di classe V
nella costellazione del Serpente, nella
testa del rettile in prossimità di 5 Ser, al
confine con la Vergine. Per rintracciarlo
occorre puntare la stella Unukalhai e
spostarsi 8° ad ovest e 2°20' a sud.
Scoperto da Gottfried Kirch nel 1702 e riscoperto da Messier nel 1764, la sua
magnitudine lo pone tra gli oggetti
appena visibili ad occhio nudo. Messier lo
descrisse come “Bella nebulosa tra la
Bilancia e il Serpente, vicino alla stella n° 5
del Serpente (secondo il Catalogo di
Flamsteed), di sesta magnitudine; non
FIGURA 14: M5 NEL SERPENTE
contiene stelle e, con un buon cielo, si vede
bene in un ordinario strumento da un piede”. Soltanto William Herschel riuscirà in seguito a risolverlo
in stelle.
Si tratta di uno dei più begli ammassi globulari del cielo, formato da miriadi di punti brillanti che
scintillano su uno sfondo soffuso di nebbia stellare, illuminata come da luce lunare, che producono un
contrasto impressionante con l'oscurità del cielo notturno. “Per pochi beati istanti, mentre l'osservatore
contempla questa scena, può avere un'idea di uno scorcio verosimile del paradiso”, per dirla con le
parole di Mary Proctor.
L'ammasso dovrebbe essere molto vecchio, data la
presenza di molte stelle rosse evolute. Si ritiene che
la sua età possa essere di circa 13 miliardi di anni,
se è vero che si verifica un gomito verso le giganti
rosse già da magnitudine 18. Alla distanza di circa
24.500 anni luce e con una forma molto ellittica, ci
appare di circa 17 primi d'arco di diametro che
corrisponde a circa 130 anni luce, che lo rende uno
degli ammassi globulari più grandi.
Contiene più di 100.000 stelle ed almeno un
FIGURA 15: DIAGRAMMA HR DI M5
centinaio sono di tipo RR Lyrae, con periodi intorno
a 0,5 giorni.
La sua posizione, soltanto 2° a Nord dell'equatore celeste, lo rende visibile ovunque sulla Terra. Si
sta allontanando dalla Terra a circa 50 km/s.
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Charles Messier
M9 – Ofiuco
M9 è un ammasso globulare di piccole
dimensioni nella costellazione di Ofiuco,
scoperto da Messier nel 1764 che lo
definisce come una “Nebulosa senza
stelle, nella gamba destra di Ofiuco; è
rotonda, e la sua luce è debole. Rivista il
22 marzo 1781. Diam. 3”. Fu ancora
una volta William Herschel a risolverlo
per la prima volta in tante stelline,
paragonandolo ad una miniatura di
M53.
FIGURA 16: M9 NELL'OFIUCO
Uno strumento con apertura di 15
centimetri inizia a risolverlo in stelle
mentre con una apertura di 30
centimetri
riesce
a
risolverlo
completamente.
M9 mostra una forma vagamente triangolare, con la punta rivolta verso il Nord. Si tratta di uno
degli ammassi globulari più vicini al nucleo della Via Lattea, distante circa 5.500 anni luce dal
centro galattico. Il suo diametro angolare di 12' corrisponde a circa 90 anni luce di estensione.
Proprio vicino a questo ammasso, è presente una nebulosa oscura detta Barnard 64 (B64). La sua
magnitudine apparente è di 7,7 e si sta allontanando da noi alla velocità di 225 km/s circa.
Pagina 15
Charles Messier
M 10 - Ofiuco
L'ammasso
globulare
M10,
nella
costellazione di Ofiuco, fu scoperto da
Charles Messier nel 1764 anche se pure
questa volta l’astronomo francese lo
descrisse come una nebulosa priva di stelle.
Fu Herschel, più tardi, ad inquadrarlo come
ammasso stellare. Messier addirittura disse
che “Questa nebulosa è bella e rotonda, può
essere vista solo con difficoltà in un ordinario
telescopio da tre piedi”
Molto vicino a noi, con una distanza di
appena 14.000 anni luce, nonostante i soli
60 anni luce di diametro appare con un
FIGURA 17: M10 IN OFIUCO
diametro apparente di circa mezzo grado,
quindi come la Luna piena. Le stelle principali hanno magnitudine apparente 13. Il motivo principale
di questa estensione risiede nella scarsa concentrazione intorno al nucleo, che rende questo ammasso
di Classe VII.
L'ammasso è in allontanamento dal nostro punto di vista. Dal punto di vista osservativo, già una
apertura di 10 centimetri rivela la sua forma perfettamente sferica con 12' di diametro, senza una
condensazione centrale.
Uno strumento di 20 centimetri riesce a risolvere le stelle fino al centro mentre 30 centimetri di
apertura riescono a fornire una visione splendida, con decine di stelle visibili vicine al bordo
dell'ammasso.
Pagina 16
Charles Messier
M12 – Ofiuco
Scoperto da Messier nel 1764, M12 è un
ammaso
globulare
presente
nella
costellazione di Ofiuco, molto simile al vicino
M10 che giace soltanto 3° a Sud Ovest.
Messier la introduce in questi termini:
“Nebulosa scoperta nel Serpente, tra il braccio
e il lato sinistro di Ofiuco: questa nebulosa
non contiene alcuna stella, è rotonda e la sua
luce è debole”
Messier lo intese quindi come una nebulosa
priva di stelle, mentre fu Herschel ad
FIGURA 18: M12 IN OFIUCO
inquadrarlo come ammasso stellare nel
1783.
Alla sua distanza, i 16' di diametro con i quali si presenta e la distanza di 16.000 anni luce danno
una stima di 75 anni luce di diametro reale per questo ammasso. La densità di stelle è molto bassa
rispetto agli altri suoi simili, tanto da essere inquadrato come Classe IX, e le componenti più brillanti
hanno magnitudine 12. Il suo moto è in avvicinamento alla velocità di 16 km/secondo.
E' un ammasso osservabile già con strumenti piccoli, che riesce ad essere completamente risolto con
30 centimetri di apertura.
Il diagramma HR mostra una curvatura verso il
ramo delle giganti rosse già a magnitudine
19, ad indicare che l’ammasso è davvero
molto antico, con una età stimata intorno ai 13
miliardi di anni.
FIGURA 19: DIAGRAMMA HR DI M12
Pagina 17
Charles Messier
M13 – Ercole
M 13 è l'ammasso globulare più
brillante dell'intero cielo boreale,
scoperto da Halley nel 1714 che lo ha
scovato ad occhio nudo sebbene non
sia facile scorgerlo senza ausili ottici.
Messier lo inserisce nel suo catalogo
nel 1764 con la descrizione “Nebulosa
senza stelle, scoperta nella cintura di
Ercole; è rotonda e brillante, il centro
più splendente dei bordi, la si vede con
uno strumento da un piede; è vicina a
due stelle, entrambe di ottava
magnitudine, una sopra e una sotto”.
E' un ammasso splendido in ogni
telescopio, e con un 250 mm è già
possibile distinguere centinaia di stelle con uno sbalorditivo effetto tridimensionale. Posto nella
costellazione Ercole, precisamente tra Eta Herculis e Zeta Herculis.
FIGURA 20: M13 IN ERCOLE
Il suo diametro angolare, per la distanza di circa 23.000 anni luce, dovrebbe aggirarsi intorno a
170 anni luce, con una massa pari a mezzo milione di masse solari ed un volume di un milione di anni
luce cubi: ne deriva che nonostante l'affollamento la media è di una stella ogni anno luce cubo. Se le
sue stelle fossero granelli di sabbia, quindi, tra un granello e l'altro ci sarebbero sempre 3 chilometri
di distanza. Nonostante questo, un pianeta posto intorno ad una stella di M13 non avrebbe mai
notte: un suo abitante non si renderebbe mai conto di come è fatto l'universo visto che vedrebbe
sempre e soltanto stelle vicine. L'ammasso è in avvicinamento, alla velocità di 246,6 Km/s.
Ci sono poche variabili in M13, ma la
particolarità maggiore è legata al
fatto che contiene una giovane stella
azzurra, Barnard 29, di spettro B2: una
blue straggler.
Contiene qualcosa come un milione di
stelle e segue un'orbita intorno alla Via
Lattea in 200 milioni di anni.
Nel 1974, con il radiotelescopio di
Arecibo, fu trasmesso un codice binario
verso M13 sulla lunghezza d'onda di
12,6 centimetri: il messaggio contiene
1679 impulsi che, codificati, contengono
molte informazioni sulla nostra civiltà.
Perché proprio 1679? Perché è un numero divisibile soltanto per 23 e 73, quindi per decodificare il
FIGURA 21: DIAGRAMMA HR DI M13
Pagina 18
Charles Messier
messaggio basta porlo in 23 righe da 73 colonne oppure 73 righe da 23 colonne. La risposta al
messaggio, se qualcuno potrà mai riceverlo, dovrebbe arrivare tra circa 50 mila anni.
Quasi tutte le stelle dell’ammasso sono uscite dalla fase di sequenza principale, ad indicare una età
che dovrebbe essere compresa tra 12 e 14 miliardi di anni, sempre con il limite superiore dato
dall’età dell’universo stesso.
M14 - Ofiuco
Scoperto nel 1764 da Charles
Messier, M14 è un ampio e
brillante ammasso globulare nella
costellazione di Ofiuco, tuttavia la
sua distanza lo rende irrisolvibile
con strumenti inferiori ai 15
centimetri di apertura.
Messier descrisse così la scoperta:
“nebulosa nel drappeggio che
passa sul braccio destro di
Ophiucus, sulle carte di Flamsteed
si trova sul parallelo della zeta
Serpentis; questa nebulosa non è
evidente, è debole e tuttavia la si
vede bene con un rifrattore
ordinario da 3 piedi e mezzo. È
tonda ed il suo diametro può essere di 2' d' arco: poco sopra si trova una stella di nona
magnitudine. Per studiare questa nebulosa ho utilizzato solo un rifrattore non acromatico di 3 piedi e
mezzo, con il quale non vi ho osservato alcuna stella; potrebbero essere visibili con uno strumento più
grande. ” Ancora una volta fu William Herschel a percepirne la natura distinguendolo in stelle.
FIGURA 22: M14 IN OFIUCO
Persino uno strumento di 30 centimetri di diametro riesce a risolvere soltanto il bordo dell'ammasso.
La forma è abbastanza ellittica, e possiede una brillantezza molto maggiore rispetto a quella degli
altri ammassi presenti in Ofiuco, solo che si trova ad una distanza molto maggiore, pari a più di
30.000 anni luce.
La concentrazione di stelle non è tra le più elevate registrate, se è vero che è classificato di Classe
VII, e le stelle hanno una magnitudine massima pari a 14.
Contiene circa 70 stelle variabili, e nel 1938 ha ospitato una nova.
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Charles Messier
M15 – Pegaso
M15 è un ammasso globulare facente
parte della costellazione di Pegaso ed è
tra i più densi della galassia.
Scoperto nel 1746 per 'serendipity' da
Maraldi mentre cercava una cometa
avvistata da Le Cheseaux, possiede un
nucleo molto contratto forse a causa di un
buco nero, che spiegherebbe anche una
emissione di raggi X proveniente
dall'ammasso stesso.
FIGURA 23: M15 IN PEGASO
Contiene molte stelle variabili, che hanno
permesso di stimare la distanza in circa
30.500 anni luce, pulsar e stelle di
neutroni. La sua dimensione dovrebbe
aggirarsi intorno ai 100 anni luce di diametro.
Suggestiva è la nebulosa planetaria Pease 1 che si trova alla sua periferia. La sua magnitudine di
6.0 consente la sua visione anche tramite un binocolo, mentre per vedere la nebulosa planetaria
occorre almeno un 350mm.
Di classe IV, appare abbastanza concentrato verso il suo nucleo. La sua luminosità è pari a 310.000
volte il nostro Sole.
M 15 è in movimento verso di noi, alla velocità di circa 100 chilometri al secondo.
Anche stavolta il diagramma HR tradisce
una migrazione al di fuori della
sequenza principale per stelle intorno
alla magnitudine 18, ad indicare una
età molto avanzata dell’ammasso,
riconducibile ai 12 miliardi di anni.
FIGURA 24: DIAGRAMMA HR DI M15
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Charles Messier
M19 – Ofiuco
M 19 è un ammasso globulare nella
costellazione dell'Ofiuco, scoperto da
Messier nel 1764 che lo inserì nel
catalogo parlando di “una nebulosa tra
Scorpio ed il piede destro di Ophiucus,
sullo stesso parallelo di Antares”. Non vide
alcuna stella, cosa che invece fece al
solito William Herschel.
FIGURA 25: M19 IN OFIUCO
E' molto brillante ma piccolo, ed un
telescopio di 10 centimetri di apertura
riesce a risolvere la parte esterna mentre
per risolvere il nucleo occorrono almeno
30 centimetri. Caratterizzato da una
forma ovale, è tra gli ammassi più vicini al
nucleo galattico (5.200 anni luce) e dista
da noi circa 28.000 anni luce.
Non è semplice individuarlo, dal momento che si trova in una zona di cielo abbastanza spenta e
senza riferimenti. Si può partire da Antares e spostarsi di 7°.
Il suo diametro effettivo dovrebbe essere di 140 anni luce, mentre la classe VIII ne evidenzia una
distribuzione non molto accentrata.
Pagina 21
Charles Messier
M22 – Sagittario
Brillante come 74000 Soli, M22 è
un bellissimo ammasso globulare
scoperto probabilmente da un
astrofilo tedesco, Abraham Ihle,
anche se Hevelius potrebbe averlo
visto prima. La prima descrizione fu
comunque di Messier, che lo vide
come “una macchia nebulosa
tondeggiante e senza stelle”,
mentre il primo a risolverlo in stelle
fu ancora una volta William
Herschel. E' stato il primo ammasso
globulare ad essere riconosciuto
come tale.
Relativamente vicino a noi, ad una
distanza di circa 10.500 anni luce,
appare più brillante di M13 ma la sua posizione non è favorevole per gli osservatori dell'emisfero
boreale. Di classe VII, è poco concentrato ed alla sua distanza il suo diametro corrisponde a circa
35 anni luce per 50 anni luce, a testimonianza di una forma ellissoidale anziché sferica.
FIGURA 26: M22 IN SAGITTARIO
Sotto cieli bui può essere visto persino ad occhio nudo, mentre un telescopio di 15 centimetri di
apertura riesce a risolverlo fino al nucleo. Probabilmente si tratta del terzo ammasso globulare per
dimensioni, dopo Omega Centauri (sempre che sia un ammasso globulare) e 47 Tucanae. Contiene
più di mezzo milione di stelle, 75 mila delle quali già risolte nel 1918.
Al suo interno è presente una nebulosa planetaria.
Il diagramma HR mostra una età molto avanzata
dell’ammasso, intorno ai 13 miliardi di anni.
FIGURA 27: DIAGRAMMA HR DI M22
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Charles Messier
M28 – Sagittario
Scopeto nel 1764 da Messier nella
costellazione del Sagittario, M28 è
stato definito come “Nebulosa che
non contiene stelle. Rotonda, vista
con difficoltà in un telescopio di 3
piedi e mezzo” .
Anche stavolta, quindi, fu William
Herschel a risolvere le stelle
dell’ammasso denotandone la vera
natura.
Si tratta di un ammasso globulare
distante circa 15.000 anni luce e
visibile già con uno strumento di 6
centimetri di diametro. Tuttavia,
proprio le dimensioni ridotte (circa
15' che alla sua distanza corrispondono a circa 90 anni luce) fanno sì che il nucleo non possa essere
risolto in stelle con strumenti inferiori ai 20 centimetri di apertura, anche perché si tratta di un
ammasso di classe IV e quindi abbastanza concentrato nel suo nucleo.
FIGURA 28:M28 NEL SAGGITARIO
Contiene almeno centomila stelle. Per individuarlo, conviene partire da M22, rispetto al quale si
trova a 3° in direzione Sud Ovest.
Dopo M4, è stato il secondo ammasso nel quale è stata notata una pulsar superveloce.
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Charles Messier
M30 – Capricorno
M30 è un ammasso globulare
presente nella costellazione
del Capricorno, scoperto da
Messier nel 1764 che lo
descrisse come una “Nebulosa
scoperta
vicino
a
41
Capricorni. Vista con difficoltà
nel telescopio da 3 piedi e
mezzo. Rotonda, non contiene
stelle”. Ancora una volta fu
William Herschel a scoprirne
la natura scindendolo in stelle.
Si trova nella parte orientale
della costellazione, 6,5° a Sud
di Gamma Cap. Altro modo
per trovarlo è partire da zeta
Capricorni: 1° ad est c'è la
stella 41 Capricorni e l'ammasso si trova nel suo stesso campo binoculare.
FIGURA 29: M30 NEL CAPRICORNO
Il nucleo è di circa 2', con un alone di circa 5' di estensione. Si trova a circa 26.000 anni luce di
distanza per una dimensione reale di circa 45 anni luce. Relativamente concentrato verso il nucleo, di
classe V.
Su 480 stelle esaminate, soltanto 12 sono risultate variabili. Richiede uno strumento di almeno 200
millimetri per risolvere l'alone e di almeno 300 per risolvere il nucleo.
La stella più brillante ha magnitudine 8 e dista 5' dal centro dell'ammasso.
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Charles Messier
M53 – Chioma di Berenice
Scoperto nel 1775 da J.E.Bode e poi
riscoperto da Messier, che lo
catalogò come “una nebulosa dalla
forma tondeggiante e priva di stelle”,
M 53 fu 'risolto' in stelle soltanto da
Herschel con gli strumenti a sua
disposizione.
Ammasso globulare tra i più lontani,
posto a circa 60.000 anni luce dal
nostro sistema solare, ci appare con
un diametro di 14' che corrisponde
ad un diametro di circa 150 anni
luce.
FIGURA 30: M53 IN CHIOMA DI BERENICE
L'ammasso si sta avvicinando a noi
alla velocità di circa 112 Km/s.
Per trovarlo occorre guardare nella costellazione della Chioma di Berenice, in prossimità della stella
alfa.
Le stelle, come è tipico per gli ammassi globulari, sono povere di metalli e contano un numero
elevato di variabili di tipo RR Lyrae, 47 in tutto. Oggi contiamo almeno 200.000 stelle all'interno di
M53.
Un binocolo riesce a percepirlo mentre un
telescopio riesce a risolvere le stelle più
esterne fino al brillante nucleo, talmente
accorpato da non poter essere scisso in stelle.
Di classe V, il suo diagramma HR svela una
età intorno ai 10-11 miliardi di anni.
FIGURA 31: DIAGRAMMA HR DI M53
Pagina 25
Charles Messier
M54 – Sagittario
Scoperto da Messier nel 1788, che
lo descrive come una “Nebulosa molto
brillante, scoperta nel Sagittario... È
brillante nel centro e non contiene
stelle, vista con un telescopio
acromatico da 3.5 piedi ”, M54 è
l’ennesimo globulare risolto in stelle
da William Herschel.
Ha un diametro apparente di circa
6' e contiene molte variabili di tipo
RR Lyrae, ma la sua particolarità è
un’altra. Fino al 1994 gli si
assegnava una distanza di 50.000
anni luce ma nuove stime lo portano
FIGURA 32: M54 NEL SAGITTARIO
a circa 85.000 anni luce, fuori dalla
nostra galassia e posto quindi nella
galassia nana del Sagittario, nostra satellite.
A questa distanza, l’ammasso è davvero brillante come 360.000 Soli, luminosissimo e secondo solo a
Omega Centauri.
Visibile in telescopi da 6 centimetri di apertura, ma non completamente risolvibile senza strumenti di
almeno 40 centimetri. Si tratta così del primo ammasso globulare extragalattico osservato. Molto
denso, appartiene alla classe III.
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Charles Messier
M55 – Sagittario
M55 è un grande ammasso
globulare
nella
costellazione del Sagittario,
scoperto da Lacaille nel
1752 dal suo osservatorio
in Sud Africa e riscoperto
da Messier nel 1788 che lo
descrive
come
“una
nebulosa simile ad una
macchia
biancastra...non
sembra contenere stelle”. Fu
di nuovo William Herschel a
risolverlo in stelle per la
prima volta.
FIGURA 33: M55 IN SAGITTARIO
Facilmente osservabile con
un
binocolo,
è
completamente risolvibile in
stelle
utilizzando
un
telescopio di 20 centimetri di diametro.
Si trova a circa 17.000 anni luce di distanza e la sua dimensione apparente di 19 primi d’arco lo
portano ad un diametro di circa 50 anni luce.
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Charles Messier
M56 – Lira
Distante quasi 32mila anni luce dal
nostro Sistema Solare, M56 è un
ammasso globulare presente nella
costellazione della Lyra, scoperto
nel 1779 da Messier che lo
descrisse al solito come una
nebulosa priva di stelle, lasciando
a William Herschel il compito di
scoprirne la vera natura.
Non ha un nucleo brillante come
tanti altri ammassi globulari,
risultando di classe X e quindi molto
disperso, ma è chiaramente visibile
in uno strumento da 10 centimetri
FIGURA 34: M56 NELLA LIRA
mentre si riesce a risolvere il stelle
a partire da aperture di 25
centimetri.
Dista da noi circa 33.000 anni luce e la sua dimensione apparente di circa 9 primi d’arco
corrisponde ad un diametro di circa 85 anni luce.
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Charles Messier
M62 – Ofiuco
M 62 è un ammasso globulare scoperto da
Messier nel 1771 nella costellazione di
Ofiuco, anche se per la posizione precisa
occorse attendere fino al 1779. Soltanto nel
1833, tuttavia, John Herschel lo risolse in
stelle di magnitudine 15.
FIGURA 35: M62
Ha una forma abbastanza irregolare: il
nucleo sembra chiaramente decentrato
rispetto al resto dell'ammasso, fornendo le
sembianze di una specie di cometa. La
deformazione dovrebbe essere causata
dalle forze mareali esercitate dal centro
della Galassia.
La risoluzione in stelle necessita di almeno 30 centimetri di apertura per lo strumento utilizzato.
Il suo diametro è di circa 100 anni luce ed è posto proprio al confine con la costellazione dello
Scorpione, 3° a Sud di M19. Distante circa 22.500 anni luce, è di classe IV quindi appare
abbastanza concentrato verso il suo nucleo.
Al suo interno si contano molte variabili RRLyrae e qualche sorgente X.
Pagina 29
Charles Messier
M68 – Idra Femmina
M68 è un ammasso globulare
scoperto da Mechain nel
1780 insieme a Charles
Messier, che lo descrisse
come una “nebulosa senza
stelle sopra il Corvo e l’Idra; è
estremamente debole, molto
difficile da osservare col
telescopio; vicino ad essa, una
stella di sesta grandezza”.
FIGURA 36: M68 NELL'IDRA FEMMINA
M68 appare in un binocolo
come una piccola chiazza di
luce mentre uno strumenti di
15 centimetri di apertura
riesce già a risolvere l'alone
esterno. Ai tempi della
scoperta occorse attendere
ancora una volta William
Herschel per la risoluzione in stelle dell’ammasso.
Possiede una popolazione stellare di almeno 100.000 membri, sparsi in 140 anni luce di diametro,
dei quali almeno 42 sono stelle variabili. Si trova ad una distanza di circa 33.000 anni luce da noi,
in una posizione di cielo abbastanza isolata. E' infatti rintracciabile tra Hydra e la testa del Corvo,
in una zona di cielo molto spenta.
Pagina 30
Charles Messier
M69 – Sagittario
Brillante come 84000 Soli,
M69 è un ammasso globulare
scoperto da Lacaille nel
Sagittario nel 1752 durante
le sue osservazioni dal Sud
Africa.
Messier lo cercò nel 1764
senza trovarlo, cosa che
invece avvenne nel 1780 e
che portò alla descrizione di
M68 come “Una nebulosa
senza
stelle
nel
Sagittario...Vicino ad essa vi è
una stella di 9a magnitudine;
la sua luce è molto debole;
può essere vista solo in un
FIGURA 37: M69 NEL SAGITTARIO
buon cielo, e la minima
illuminazione del micrometro
la nasconde...La posizione è determinata da e Sagittarii. Questa nebulosa è stata osservata da M. de
Lacaille e riportata nel suo Catalogo..”
Si tratta di uno dei più piccoli globulari nel catalogo di Messier, con un nucleo centrale omogeneo e
denso (l’ammasso è di classe V) ed uno strato esterno irregolare. Con una dimensione di circa 84
anni luce, l’ammasso dista da noi circa 30.000 anni luce.
In termini di metallicità si tratta di uno degli ammassi più ricchi, anche se siamo ancora molto lontani
dalle abbondanze evidenziate dalle stelle di Popolazione I.
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Charles Messier
M70 – Sagittario
Distante 30.000 anni luce circa e
brillante come 47.000 Soli, M70 è un
ammasso globulare nella costellazione
del Sagittario scoperto da Messier nel
1780 ed inserito nel suo catalogo.
In realtà anche stavolta Messier lo
descrisse come “una nebulosa senza
stelle, vicina alla precedente [M69] e
sullo stesso parallelo. Vicino ad essa si
trova una stella di 9a magnitudine e
quattro
piccole
stelle
telescopiche...diametro 2'” mentre il
compito di scindere le stelle che lo
compongono e di inquadrarlo tra gli
ammassi globulari spettò di nuovo a
William Herschel. In effetti, per risolverlo in stelle negli strati più esterni occorre uno strumento di
almeno 20 centimetri di diametro.
FIGURA 38: M70 NEL SAGITTARIO
Alla sua distanza, i circa 8 primi d’arco di estensione visuale corrispondono a circa 65 anni luce.
La sua forma è un po’ deformata dagli effetti mareali del centro galattico, mentre il suo nucleo è
molto denso, risultando di classe V.
Pagina 32
Charles Messier
M71 – Freccia
M71 è un ammasso globulare nella
costellazione della Freccia.
La prima osservazione è del 1746,
ad opera di de Cheseaux,
dopodiché fu visto di nuovo nel
1775 da Koelher a nel 1780 da
Mechain. Messier lo introdusse nel
catalogo nel 1780 ma fu soltanto
William Herschel a risolverlo in
stelle per la prima volta.
Le sue stelle sono abbastanza
stranamente arricchite di metalli per
un ammasso globulare e non sono
presenti variabili del tipo RR Lyrae,
che sono classiche variabili da
ammasso. Proprio per questo per lungo tempo si è discusso sulla effettiva natura di questo ammasso:
un ammasso aperto particolarmente ricco oppure un ammasso globulare un po' atipico?
FIGURA 39: M71 NELLA FRECCIA
Attualmente M71 è visto come un giovane ammasso globulare, le cui componenti possono essere
risolte con uno strumento di 20 centimetri di apertura. Molto diluito, appartenente alla classe XI.
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Charles Messier
M72 – Acquario
M 72 è un ammasso globulare scoperto
da Mechain e Messier nel 1780 in
direzione
della
costellazione
dell'Acquario, anche se nessuno dei due
capì che non si trattava di una nebulosa
ma di un ammasso globulare. Il primo a
rendersene conto fu come al solito
William Herschel.
Possiede un largo nucleo abbastanza
brillante, ed è difficile risolvere le stelle
che lo compongono dal momento che
risulta molto distante.
L'ammasso è in avvicinamento alla
velocità di circa 225 km/s ed è
considerato tra gli ammassi più giovani, ricco di giganti blu e variabili del tipo RR Lyrae. Dista da
noi circa 53.000 anni luce e la sua dimensione di circa 6 primim d’arco corrisponde ad un diametro
di circa 180 anni luce.
FIGURA 40: M72 NELL'ACQUARIO
Si trova ad occidente nella costellazione dell'Acquario, 3° ad Ovest rispetto alla Nebulosa Saturno.
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Charles Messier
M75 – Sagittario
Distante 60 mila anni luce e brillante
come 110000 Soli, M75 è un
ammasso globulare nel Sagittario
molto denso e compatto, scoperto da
Mechain nel 1784 ed inserito nel
Catalogo di Messier nel 1780
sebbene fosse stato descritto come
“nebulosa senza stelle”.
FIGURA 41: M75 NEL SAGITTARIO
Fu di nuovo William Herschel a
risolverlo in stelle per la prima volta,
ed in effetti
è completamente
risolvibile in stelle soltanto con
strumenti superiori a 30 centimetri di
apertura, mentre un 20 centimetri può
risolvere soltanto gli strati più esterni.
Posto a circa 67.000 anni luce dalla Terra, ha una dimensione reale di circa 65 anni luce ed è di
Classe I, quindi si tratta di un ammasso notevolmente concentrato verso il nucleo.
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Charles Messier
M79 – Lepre
M 79 è un oggetto ammasso
globulare
presente
nella
costellazione
della
Lepre,
scoperto da Mechain nel 1780 e
pochi mesi dopo inserito da
Messier nel suo catalogo. I due
astronomi tuttavia non riuscirono
a
capirne
la
natura,
descrivendolo
come
una
nebulosa senza stelle. La natura
la capì William Herschel, che ne
distinse le stelle.
FIGURA 42: M79 NELLA LEPRE
E' caratterizzato da un nucleo
molto
concentrato
che,
unitamente alla distanza, lo
rende molto difficile da risolvere.
Solitamente gli ammassi globulari sono posti verso il centro della Galassia, ed invece questo è posto
nell'altra direzione: dista dalla Terra 40.000 anni luce e dal centro galattico ben 60.000 anni luce.
Il motivo potrebbe risiedere nel fatto che l’ammasso si è formato nella galassia nana del Cane
Maggiore, alla quale è stata strappata dalla Via Lattea. Di forma un po' allungata a formare una
ellisse, si estende in linea per 100 anni luce.
Un piccolo telescopio riesce ad identificarlo come una macchia sfocata, mentre si trova al limite della
osservabilità al binocolo. Dovrebbe contenere qualcosa come un milione di stelle.
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Charles Messier
M80 – Scorpione
M80 è un ammasso globulare di
classe
II
posto
nella
zone
settentrionale della costellazione
dello Scorpione, scoperto da Charles
Messier nel 1781. L'astronomo lo
descrisse come una nebulosa senza
stelle, simile ad una cometa. Fu invece
William Herschel a stabilire la natura
di ammasso stellare, riuscendo a
risolverlo parzialmente.
FIGURA 43: M80 NELLO SCORPIONE
Per trovare M80 basta porsi a metà
della
linea
immaginaria
che
congiunge le stelle Antares e
Graffias: già un buon binocolo riesce
ad individuare l'oggetto come una
formazione sfocata, di forma
circolare.
Un telescopio da 120 millimetri di diametro lo mostra come una macchia del diametro inferiore ai
10 primi d'arco. E' un ammasso molto denso, che richiede almeno 15 centimetri di apertura per
risolvere la parte più esterna e 30 centimetri per risolvere il nucleo.
Anche se non si erge di molto sull'orizzonte, essendo un oggetto dell'emisfero australe, M80 può
essere osservato con profitto alle nostre latitudini. Il periodo migliore è quello estivo, soprattutto tra
fine maggio e metà giugno.
Il diametro angolare è di 9 minuti d'arco, corrispondente - data la distanza di circa 32.600 anni
luce - a circa 95 anni luce. Ricorda molto una cometa, ma contiene in realtà centinaia di migliaia di
stelle, risultando tra gli ammassi globulari più densi della Via Lattea.
L'ammasso contiene svariate stelle vagabonde blu (blue straggler), che sembrano essere più giovani
dell'ammasso stesso. Si ritiene che possa trattarsi di stelle che hanno perso il loro strato esterno a
causa di interazione gravitazionale tra i membri dell'ammasso o di collisioni. Alcune immagini di
Hubble hanno mostrato molte di queste stelle, il che induce a pensare che, data la grande densità
dell'ammasso, possano essersi verificate molte collisioni al suo interno.
Il suo aspetto è stato sconvolto per alcuni giorni nel 1860, il giorno 21 maggio, a causa
dell'esplosione della supernova T Scorpii che per qualche giorno venne ad avere una magnitudine
assoluta superiore a quella di tutto l'ammasso. La magnitudine assoluta raggiunta fu -8,5 mentre
quella apparente fu di 7.
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M92 – Ercole
Scoperto da Bode nel 1777, M
92 è un ammasso globulare
nella costellazione di Ercole,
molto brillante. Meno brillante
di M13 ma più concentrato.
Messier lo introdusse nel suo
catalogo nel 1781 ma soltanto
nel 1783 William Herschel ne
capì la natura risolvendone le
stelle.
Chiaramente visibile in un
binocolo, è al limite della
visibilità ad occhio nudo. Già un
telescopio di 10 centimetri
riesce a fornire una visione
FIGURA 44: M92 IN ERCOLE
davvero spettacolare, riuscendo
a risolvere centinaia di stelle.
Rispetto ad M13 si trova spostato a Nord Est di circa 9°, in una zona abbastanza buia. Il suo
diametro effettivo dovrebbe essere di 85 anni luce, con una massa totale di circa 330.000 masse
solari. Al suo interno ci sono 16 variabili, 14 delle quali di tipo RR Lyrae.
Contiene circa mezzo milione di stelle ed
occupa una zona di cielo pari ad un
terzo della Luna Piena (11'). Alla
distanza di 26.000 anni luce, il suo
diametro reale dovrebbe aggirarsi
intorno a 85 anni luce.
Il
diagramma
HR
mostra
una
propensione alle giganti già da
magnitudini molto basse il che,
unitamente alla quasi assenza di metalli
negli spettri stellari, porta ad una stima
di età davvero notevole, intorno ai 13
miliardi di anni.
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Charles Messier
M107 – Ofiuco
M107 è un ammasso globulare presente
nella costellazione di Ofiuco, scoperto da
Pierre Mechain nel 1782 e riscoperto da
Herschel nel 1793. Solo nel 1947 tuttavia fu
introdotto nel catalogo di Messier da Helen
Sawyer Hogg.
Si tratta di un ammasso molto distante, più
di 20.000 anni luce, piccolo e formato da
quattro campi stellari. Per risolvere il nucleo
in stelle occorre una apertura di almeno 30
centimetri. La curiosità è che i campi stellari
sembrano delimitati da nubi oscure, cosa del
FIGURA 45: M107 IN OFIUCO
tutto insolita per gli ammassi globulari.
Il diametro apparente è di circa 3 minuti d'arco, al massimo 6, che alla sua distanza corrisponde ad
un diametro di circa 60 anni luce.
L'ammasso è in avvicinamento alla velocità radiale di 147 km/s.
E' un ammasso poco concentrato, risultando di classe X nella scala di Shapley-Sawyer che va da I a
XII. Il nucleo dell'ammasso, qualunque sia lo strumenti adottato, sarà sempre percepito come una
macchietta unica.
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Charles Messier
Relatori lezioni online:
Stefano Capretti
Antonio De Pieri
(stefano_staff)
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Grafica:
Daniela Gozzi (dany_staff)
Realizzazione dispense:
Stefano Capretti
Daniela Gozzi
Antonio de Pieri
Testi lezioni:
Stefano Capretti
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