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Messier 71 - le cluster globulaire NGC 6838

Astronomie : Messier 71 - le cluster globulaire NGC 6838

Bienvenue à Messier lundi! Aujourd’hui, nous continuons à rendre hommage à notre chère amie, Tammy Plotner, en examinant le groupe globulaire inhabituel appelé Messier 71.

Si vous regardez dans le ciel nocturne, une nuit particulièrement claire où il n’ya pas beaucoup de lumières brillantes à proximité, vous pourrez peut-être distinguer une série d’objets faibles. Semblable à la Voie lactée, cette bande fantomatique et trouble qui traverse le ciel nocturne, ces petites poches de lumière floue sont en fait des collections d'étoiles situées à des milliers d'années-lumière.

À partir du 19ème siècle, les astronomes ont commencé à remarquer ces objets lorsqu'ils cherchaient dans les comètes. Au fil du temps, ils se sont rendus compte que ce qu'ils examinaient étaient en fait des amas d'étoiles de plusieurs années-lumière, mais qui semblaient très proches les uns des autres de la Terre.

Avec le temps, beaucoup d’entre eux finiraient par être catalogués et appelés collectivement objets de Messier - d'après l’astronome français Charles Messier, qui en avait compilé un catalogue de plus de 100 en 1771. Depuis lors, d’autres ont été ajoutés et des observations affiné notre connaissance de ce qu’ils sont et de ce qui les constitue.

C'est certainement le cas lorsqu'il s'agit de Messier Object 71, un groupe d'étoiles qui gravitent autour du cœur de notre galaxie en tant que satellite. Découvert en 1746 par l'astronome suisse Philippe Loys de Chéseaux, cet objet astronomique a une longue histoire de confusions d'astronomes et de sceptiques sur le plan de la classification.

Le groupe globulaire M71, illustré par le télescope spatial Hubble. Crédit: NASA

La description:

Messier 71 (M71, NGC 6838) est un amas globulaire lâche mais magnifique situé dans la petite constellation de la Sagitta. Il s'agit d'un groupe globulaire de classe X-XI, ce qui signifie que sa luminosité de surface est homogène, sans augmentation de la densité stellaire visible au cœur. M71 se trouve à une distance d’environ 12 000 années-lumière de la Terre et mesure environ 27 années-lumière de diamètre.

Messier 71 est inhabituel car difficile à classer - estompe les lignes entre un groupe d'étoiles condensé ou globulaire. Cela a commencé comme un amas galactique dense, grâce aux travaux de l'astronome américain Harlow Shapely (1885 - 1972). En 1943, James Cuffey affirma que M71 était probablement un groupe globulaire lâche et commença à mener une série d’études pour le confirmer.

Cependant, les résultats de ses recherches, qui ont été exprimés dans un document de 1943 intitulé «NGC 5053 et NGC 6838», n’ont malheureusement pas été concluants:

«Dans NGC 6838, les étoiles géantes sont rouges et deviennent plus bleues à mesure que la luminosité diminue. À cet égard, de même que par la structure et la richesse des étoiles faibles, NGC 6838 présente une ressemblance frappante avec certaines des grappes globulaires. La tendance des diagrammes de magnitude de couleur dans les très riches grappes galactiques à ressembler aux diagrammes observés dans les grappes globulaires souligne à nouveau les limites mal définies entre les deux classes d'objets. "

Vue en couleurs composites de M71, un amas globulaire connu aujourd'hui pour ses 10 milliards d'années. Crédit: NASA / Bob Franke

En bref, peu d'indices étaient disponibles pour aider les astronomes à comprendre exactement ce qu'est le M71. En 2008, l'astronome brésilien Alan Alves-Brito et ses collègues ont publié une étude intitulée «Variations de l'abondance dans l'amas globulaire M71 (NGC 6838)». Ils y mesurent les indices de cyanure, d'hydrocarbures, de calcium, de magnésium et d'aluminium à partir des spectres de 89 étoiles différentes, ainsi que leurs vitesses radiales, leurs couleurs, leur luminosité, leurs températures effectives et leurs gravités.

À partir de tout cela, ils ont déterminé la présence d’une courte «branche horizontale» - une étape dans l’évolution des étoiles qui suit immédiatement la phase géante rouge d’une étoile semblable à celle du Soleil, caractéristique d’un amas globulaire. Ils ont également déterminé que le relativement jeune âge du groupe (9 à 10 milliards d’années) expliquait l’abondance des métaux et l’absence de certains types d’étoiles variables.

D'où pourquoi aujourd'hui. M71 est classé comme un groupe globulaire très faiblement concentré, un peu comme M68 dans la constellation Hydra

Alors, quels autres secrets ce groupe détient-il dans son diamètre de 27 années-lumière? D'une part, il contient des pulsars millisecondes! «Nous observons l'amas globulaire de faible densité M71 (NGC 6838) situé à proximité, avec l'observatoire Chandra à rayons X, pour étudier ses faibles populations de rayons X. Cinq sources de rayons X se trouvent à l'intérieur du rayon du noyau de la grappe, dont le pulsar binaire milliseconde (MSP) binaire à éclipse connu PSR J1953 + 1846A », a déclaré Ronald F. Elsner (et al).

Le groupe globulaire M71, tel que vu Le groupe globulaire M71, vu par l'observatoire à rayons X de Chandra. Crédit: NASA./CXC/MIT/D. Pooley et al.

«La courbe de lumière des rayons X de la source qui coïncide avec ce MSP montre une évidence marginale de la périodicité à la période binaire de 4, 2 heures. Son spectre de rayons X dur et sa luminosité ressemblent à ceux d'autres MSP binaires à éclipses dans 47 Tuc, suggérant une origine de choc similaire de l'émission de rayons X. On trouve 24 autres sources de rayons X dans le rayon de la demi-masse, atteignant une luminosité limite de 1, 5 × 10 30 ergs s / 1 (0, 3-8 keV). D'après une analyse de la distribution radiale, nous trouvons que 18 ± 6 de ces 29 sources sont associées à M71, un peu plus que prévu, et que 11 ± 6 sont des sources de fond, à la fois galactiques et extragalactiques. M71 semble avoir plus de sources de rayons X dans la plage LX = 10 ^ 30–10 ^ 31 ergs s / 1 que prévu en extrapolant à partir d'autres grappes étudiées en utilisant soit la masse, soit la fréquence des collisions. Nous explorons les spectres et la variabilité de ces sources et décrivons les résultats de recherches de contreparties optiques basées au sol. ”

D'un point de vue optique, il y a beaucoup à découvrir dans M71 également. Il suffit de demander à l’équipe Hubble: «Les grappes telles que NGC6638 ont une rougeur différentielle importante et difficile à modéliser. Nous avons délibérément inclus un nombre important de grappes riches en métaux, un échantillon qui a posé quelques problèmes lors des enquêtes au sol (en raison de rougeurs différentielles et / ou de contamination par des étoiles sur le terrain) », déclare Ata Sarajedini (et al).

«Cela nous permettra d'utiliser les informations de position relatives aux étoiles mesurées sur plusieurs expositions tramées pour améliorer la précision et la profondeur de la photométrie. L'étalonnage par rapport au système standard Cousins ​​VI sera effectué via des comparaisons avec des observations au sol, dont la plupart sont déjà en cours. Les données au sol fourniront également beaucoup plus d’étoiles pour peupler les parties les plus lumineuses des clusters. "

Vue d'artiste d'un pulsar milliseconde aux rayons X accrétant. avec le matériau qui coule de l'étoile compagnon formant un disque autour de l'étoile à neutrons. Crédit: NASA / Centre de vol spatial Goddard / Dana Berry

Encore besoin de plus? Ensuite, vérifiez ceci. ReportNous rapportons la découverte d'un composant pulsé de type SX Phoenicis dans le QU binaire à éclipse binaire éclipsé semi-détaché de type Algol, dans le groupe globulaire riche en métaux. QU Sge se trouve à environ 80 ° seulement du centre de M71 et se situe dans la zone de rétroprojecteur bleue du diagramme couleur-magnitude de M71. Il est considéré comme un membre probable de M71, avec une probabilité d'appartenance supérieure à 60% déduite d'une étude du mouvement propre dans la littérature. », Déclare Jeon Young-Beom (et al).

Dans la photométrie CCD en série chronologique, nous constatons que QU Sge a une période orbitale de 3, 790818 jours et une profondeur primaire minimale de 1, 333 mag. La solution de la courbe de lumière éclipsante montre que QU Sge a une configuration binaire semi-attachée avec le composant secondaire remplissant complètement son lobe Roche. Après avoir soustrait les éclipses de la courbe de lumière, nous découvrons une fonction de pulsation de type SX Phoenicis. Il s’avère avoir une courte période d’environ 0, 03 jour et une faible amplitude d’environ 0, 024 mag. Il s'agit du premier système binaire à éclipses dans un cluster globulaire à présenter une caractéristique de pulsation. Ce résultat confirme le modèle dans lequel l'origine de certains retardateurs bleus dans les grappes globulaires est le transfert de masse entre deux composants des systèmes binaires primordiaux.

Voulez-vous savoir ce qu'ils ont découvert sur Messier 71? Qu'en est-il du fait qu'il jette parfois ses étoiles naines blanches? Selon le travail de Jeremy Heyl:

WindLe vent d'une étoile à branche géante asymptotique est suffisamment fort pour que, s'il est légèrement asymétrique, il puisse propulser l'étoile en dehors du groupe ouvert de sa naissance ou modifier de manière significative sa trajectoire au travers d'un groupe globulaire. Par conséquent, si ces vents stellaires sont asymétriques, on s’attendrait à un déficit en naines blanches de tous les âges dans les groupes ouverts et à une concentration moins radiale des jeunes nains blancs que leurs ancêtres ou les nains plus âgés en groupes globulaires. Ce dernier effet a récemment été observé. Ainsi, des études détaillées de la distribution radiale des jeunes naines blanches dans des amas globulaires pourraient fournir une sonde unique de la perte de masse sur la branche géante asymptotique et lors de la formation de nébuleuses planétaires, à la fois en fonction de la métallicité et pour une plage limitée de masse stellaire.

Histoire de l'observation:

La découverte de ce rassemblement d'étoiles le plus inhabituel est à mettre au crédit de Philippe Loys de Cheseaux. En l'observant en 1746, il dit: "Deux autres dont je n'ai pas encore déterminé les positions, l'une au-dessus des pieds septentrionaux de Gémeaux, l'autre au-dessus et très proche de la Sagitta".

Johann Gottfried Koehler, un astronome allemand, l'a également décrite comme "une nébuleuse très pâle dans la flèche [Sagitta] à 1 ° 50 ° [Aqr] [301d 50 °] et 39e latitude nord." les observations n’étaient pas datées et auraient donc eu lieu entre 1772 et 1779.

La première page de la troisième révision de son catalogue de Messier décrivant M1 à M5. Crédit: domaine public.

Le mérite revient également à Pierre Mechain, un astronome français qui a grandement contribué aux premières études sur les objets et les comètes du ciel profond. Le 28 juin 1780, il fit des observations sur le groupe, qui fut consciencieusement et correctement consigné par Charles Messier plus tard le 4 octobre 1780. Comme il enregistrait dans son catalogue:

71. 19h 43m 57s (295d 59 06 ) + 18d 13 00 Mechain: (296d 00 04 ) + 18d 14 21 Nébuleuse découverte par M. Mechain le 28 juin 1780 entre les stars Gamma et Delta Sagittae. Le 4 octobre suivant, M. Messier le cherchait: sa lumière est très faible et il ne contient aucune étoile; la moindre lumière le fait disparaître. Il est situé à environ 4 degrés au-dessous de celui que M. Messier a découvert à Vulpecula. Voir le n ° 27. Il l'a rapporté sur la carte de la comète de 1779.

En 1783, Sir William Herschel en a pris acte pour la première fois, sa sœur Caroline l'observait et son fils John l'a répertorié. Cependant, l'amiral Smyth le décrivait le mieux dans son ouvrage intitulé Un cycle d'objets célestes: destiné aux astronomes navals, militaires et privés (1844), dans lequel il déclarait:

Cluster Un riche amas de Milky-Way compressé sur le fût de la flèche et à 10 degrés au nord-ouest d’Altair. Il a été découvert par Mechain en 1781 et décrit par Messier comme une nébuleuse non accompagnée d'étoiles et d'une lumière très faible. Piazzi semble l'avoir observée au méridien comme une étoile de la 8ème magnitude, en admettant la lumière d'une lampe, mais son champ assombri aurait dû montrer qu'il est flanqué de quatre étoiles télescopiques, outre d'autres compagnons plus grands en vue.

Trouver Messier 71:

Cette masse d'étoiles est assez facile à localiser, à condition que vous puissiez trouver la forme de flèche de la Sagitta dans le ciel nocturne. Puis, en utilisant une carte en étoile (comme celle ci-dessous), recherchez l’étoile de magnitude 6 à peu près à mi-chemin entre Gamma et Delta Sagittae.

L'emplacement de M71 dans la constellation du Sagittaire. Crédit: IAU / Magazine Sky & Telescope (Roger Sinnott & Rick Fienberg)

À travers une paire de jumelles moyenne, il apparaîtra comme un patch assez grand et flou qui semble presque arriver à la résolution. À l'aide d'un petit télescope, les étoiles individuelles commenceront à être discernables. Les grands télescopes peuvent et vont complètement résoudre ce groupe globulaire inhabituel. Le M71 constitue une excellente cible pour les cieux urbains et se débrouille bien même dans des conditions de pleine lune.

Dans ces 27 années-lumière, il y a suffisamment de mystères et de phénomènes astronomiques pour occuper un astronome amateur pendant des années! Et étant donné qu’il est relativement facile à repérer, et avec un équipement minimal, c’est un effet d’observation des étoiles populaire!

Profitez de vos propres observations sur ce «groupe d'étoiles» très inhabituel!

Et voici quelques faits pour vous aider à démarrer:

Nom de l'objet : Messier 71
Désignations alternatives : M71
Type d'objet : Grappe globulaire de classe X-XI
Constellation : Sagittaire
Ascension Droite : 19: 53.5 (h: m)
Déclinaison : + 18 ° 46, 5 (deg: m)
Distance : 13 (kly)
Luminosité visuelle : 6.1 (mag)
Dimension apparente : 7.2 (arc min)

Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur les objets Messier et les clusters globulaires ici à Universe Today. Voici l'introduction de Tammy Plotner aux objets Messier, M1 - La nébuleuse du crabe, Observant Spotlight - Quel que soit ce qui est arrivé à Messier 71?, Et les articles de David Dickison sur les marathons Messier 2013 et 2014.

Assurez-vous de consulter notre catalogue complet Messier. Et pour plus d'informations, consultez la base de données SEDS Messier.

Sources:

  • NASA - Messier 71
  • Hubble - Messier 71: un cluster globulaire inhabituel
  • Objets Messier - Messier 71
  • SEDS - Messier 71
  • Wikipedia - Messier 71
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