ABSTRACT

Messier 4, uno degli ammassi globulari più vicini alla Terra, rappresenta una meraviglia del cielo estivo. Situato nella costellazione dello Scorpione, a soli 7.200 anni luce di distanza, questo ammasso antico offre agli osservatori e agli studiosi una finestra sull’evoluzione stellare e galattica. Con le sue caratteristiche uniche, come la “linea di stelle” individuata da Herschel e la presenza del pianeta “Matusalemme”, M4 è un oggetto celeste straordinario, ricco di storia e scoperte che spaziano dall’antichità ai più moderni studi astrofisici.

Storia delle osservazioni

Già queste parole fanno immaginare l’emozione della scoperta e l’interesse a voler investigare maggiormente questo nuovo (per l’epoca) oggetto celeste nella costellazione dello Scorpione.
Tuttavia, le annotazioni di de Chéseaux non vennero mai pubblicate, e questo rese l’astronomo e geodeta francese Nicolas Louis de Lacaille uno scopritore indipendente, con le sue osservazioni da Cittá del Capo, nell’attuale Repubblica del Sud Africa, nel 1752. De Lacaille annotò: “Nebulosa senza stelle, rassomigliante ad un piccolo nucleo di una debole cometa.”

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M4 venne catalogato dallo stesso Messier 19 anni dopo, nel 1764, con questa annotazione: “Ammasso di piccolissime stelle; con un telescopio più piccolo appare più simile ad una nebulosa; quest’ammasso si trova vicino ad Antares e sullo stesso parallelo. Osservato da M. de La Caille e riportato nel suo catalogo…diam. 2½’.” (traduzione dal Catalogo Messier, 3a versione, 1781, pubblicata nel 1784).
William Herschel, nel 1783, aggiungeva: “un ricco ammasso di piccole stelle notevolmente compresse circondate da altri astri disposti in modo più sparso. L’ammasso contiene una linea di stelle che attraversa il suo centro da Sud verso Nord, contenente circa 8-10 stelle luminose, tutte di colore rossastro.”

Caratteristiche fisiche

Messier 4 è uno degli ammassi globulari più vicini al nostro pianeta, distante solamente 7200 anni luce. Data la sua ridotta distanza dal piano galattico, solo 2.000 anni luce (per paragone, ricorderete dal precedente articolo che M3 era distante circa 32.000 anni luce da detto piano), questo ammasso globulare risente dell’assorbimento – o estinzione – interstellare, che lo rende meno luminoso di quanto non sia in realtà. Di conseguenza, se M4 non fosse oscurato da gas e/o polveri del mezzo interstellare che, dal nostro punto di vista, si frappongono tra noi e l’ammasso stesso, questo risulterebbe molto più brillante.

Messier 4 contiene più di 100.000 stelle, con le più luminose identificabili in quelle appartenenti alla “linea” individuata da Herschel, di magnitudine +11. Risulta quindi abbastanza piccolo se paragonato ad altri ammassi globulari che possono arrivare a contenere anche mezzo milione di stelle.

Vi sono almeno 65 stelle variabili, di cui 3 del tipo RR Lyrae, utilizzate come standard per misurare le distanze galattiche. L’analisi degli astri dell’ammasso suggerisce inoltre la presenza di due distinte popolazioni stellari, probabilmente dovute a due o più differenti fasi di formazione stellare all’interno di M4 stesso.

La sua età stimata è di circa 12.2 miliardi di anni, il che lo rende un altro oggetto celeste della nostra galassia molto più antico del nostro Sistema Solare, che ha solo 4.5 miliardi di anni. M4 orbita intorno alla nostra galassia in circa 116 milioni di anni e, dato che al suo punto dell’orbita più vicino al nucleo della Via Lattea, l’ammasso transita a soli 16.000 anni luce dal nucleo stesso, M4 viene soggetto a forze di marea che ne causano la probabile riduzione nel numero totale di stelle. Si può quindi ipotizzare che, in passato, questo ammasso globulare fosse molto più ricco e luminoso.

Nel 1987 il telescopio spaziale Hubble individuò al suo interno la prima pulsar, con un periodo di circa tre millisecondi. Le pulsar (da pulsating radio source – sorgente radio pulsante) sono stelle di neutroni generate come prodotto di una supernova, quando il nucleo della stella originante collassa in un raggio molto ristretto, magnificando in modo notevole l’originale campo magnetico. Un fascio di radiazioni viene emesso lungo l’asse magnetico della pulsar, e può essere osservato soltanto quando diretto verso la Terra, creando la sua apparenza pulsante (un po’ come osservare la luce prodotta da un faro da una barca in mare aperto).

Un’altra affascinante scoperta, sempre effettuata dal telescopio spaziale Hubble, avvenne nel 2003, quando fu individuato un sistema stellare doppio composto da un’altra pulsar e una nana bianca. All’interno di questo sistema è presente un pianeta extrasolare (identificato come PSR B1620-26 (AB)b) estremamente antico, avente secondo le stime circa ben 13 miliardi di anni, e per questo soprannominato “Matusalemme” o “il pianeta della Genesi”.

Uno studio, condotto nel 2003, ha mostrato come questo pianeta, di circa 2.5 volte la massa di Giove, sia stato uno “spettatore” relativamente indisturbato della inusuale evoluzione del suo stesso sistema stellare.

Infatti, dopo la sua formazione intorno ad una stella simile al nostro sole, come detto circa 13 miliardi di anni fa, l’intero sistema stellare di “Matusalemme” viaggiò fino alla regione centrale di Messier 4, attraversandola.

Durante questo transito il sistema venne attratto dal pozzo gravitazionale formato da un altro sistema stellare binario, composto da una stella di neutroni e dalla sua compagna. La stella di neutroni pian piano catturó la stella del sistema di “Matusalemme” e durante questo “scontro gravitazionale” la compagna originaria della stella di neutroni venne espulsa nello spazio.

Con il passare del tempo (miliardi di anni) la stella di “Matusalemme” si trasformò in una gigante rossa, rilasciando materiale verso la stella di neutroni, che iniziò a ruotare sempre più velocemente fino a divenire una pulsar con un rateo di 100 rotazioni al secondo. La vecchia gigante rossa divenne quindi una nana bianca, rimanendo però gravitazionalmente legata alla nuova pulsar.

In tutto questo spettacolo di trasformazione ed evoluzione stellare, il pianeta “Matusalemme” è puramente “rimasto a guardare” da un posto in primissima fila, e possiamo affermare senza dubbio che se potesse scrivere la sua storia, riempirebbe una intera, affascinante, enciclopedia.

Posizione nel Cielo

M4 può essere trovato a soli 1.4° dalla stella principale della costellazione dello Scorpione, Antares (o Alpha Scorpii).È possibile osservare sia la stella che l’ammasso globulare allo stesso tempo, e nella stessa area osservata, con telescopi e/o oculari a largo campo.
Messier 4 ha approssimativamente le stesse dimensioni apparenti della Luna piena (circa 30 primi d’arco) e il suo aspetto, quando osservato tramite un buon telescopio, venne paragonato dall’astronomo americano Robert Burnham Jr. al decadimento di particelle se viste tramite uno strumento chiamato spintariscopio (un rilevatore a scintillazione utilizzato per studiare il decadimento di singoli atomi).

Designazione: M4 – NGC 6121

Tipo: Ammasso Globulare

Classe: IX

Distanza: 7200 anni luce

Estensione: 70 anni luce 

Costellazione: Scorpius 

Ascensione Retta: 16h 23m 35.22s

Declinazione: -26° 31′ 32.7″

Magnitudine: +5.6

Diametro Apparente: 26’ x 26′

Scopritore: Philippe Loys de Chéseaux nel 1745

Osservabilità

Per le latitudini italiane il periodo migliore per osservare questo interessante ammasso globulare è durante i mesi estivi, da maggio ad agosto.

• Occhio nudo: invisibile, eccetto in condizioni atmosferiche ottimali, data la sua ridotta elevazione sull’orizzonte dall’Italia e la sua prossimità alla stella Antares.
• Binocolo: lontano da inquinamento luminoso, uno strumento 10×50 mostrerà una brillante regione centrale circondata da un alone luminoso.
• • Piccolo diametro: M4 continua ad apparire come una piccola nebulosa con una porzione più luminosa nel suo centro.
  • Medio diametro: si iniziano a risolvere singole stelle da 100-120mm in su. Il nucleo rimane compatto e brillante.
  • Grande diametro: è possibile apprezzare al meglio la “linea di stelle” notata da Herschel e si può anche notare il piccolo e più debole ammasso globulare NGC 6144 (di nona magnitudine) a circa 1° a NE di M4.

Buone Osservazioni!

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L’articolo è pubblicato in COELUM 257 VERSIONE CARTACEA