Las observaciones del cielo profundo de Charles Messier
El astrónomo francés Charles Messier (1730-1817) dedicó la mayor parte de su vida a la búsqueda y la observación de los cometas de los cuales ha encontrado y observado un número considerable. Pero su fama duradera está más relacionada con los objetos de cielo profundo, es decir, los cúmulos, las nebulosas y las galaxias que descubrió, observó, y catalogó. Al parecer, al principio estos objetos le parecían poco interesantes entidades que le estaban engañando al buscar los cometas, los objetos en los cuales el estaba realmente interesado y quería incluirlos en una lista para que así no engañarían más a los observadores futuros. Otra razón fue que se acostumbró al cuidadoso registro de todos los objetos celestes que observó. Aquí damos cuenta de sus observaciones de los objetos nebulosos.
La primera observación registrada de Messier de un objeto de cielo profundo se produjo en el año 1757, cuando cuenta que ha observado M32, un compañero de la galaxia de Andrómeda, también debe haber visto la «Gran Nebulosa» M31 más tarde en esta ocasión. Esta observación se produjo en la época cuando él comenzó a buscar en los cielos al cometa Halley, que se esperaba que regresara de 1758 a 1759.
Durante ese tiempo, encontró y observó otro cometa menos famoso, el cometa 1758 De la Nux. En el curso de la observación de ese cometa el 28 de agosto de 1758, descubrió una mancha nebulosa tan parecida a un cometa que Charles Messier, que entonces tenía 28 años de edad, pensaba que encontró otro de estos objetos. Evidentemente, resultó que este parche no se movía, y de hecho, no era un cometa sino una nebulosa. Midió su posición el 12 de septiembre de 1758, y más tarde se convirtió en la primera entrada en su famoso catálogo, Messier 1, o M1. Este objeto más tarde resultó ser uno de los objetos más interesantes en el cielo, el remanente de la supernova 1054 ahora comúnmente conocida como la Nebulosa del Cangrejo. No fue hasta en el año 1771 que se enteró de que esta nebulosa había sido descubierta ya en 1731 por John Bevis. Fue este primer descubrimiento de una nebulosa similar a un cometa lo que provocó a Messier tanto a buscar cometas con los telescopios, así inventando la caza cometas, una disciplina nueva de la astronomía en estos días, y a elaborar su catálogo de objetos nebulosos que podrían considerarse por error como cometas.
El 11 de septiembre de 1760, descubrió su segundo «nebulosa», más adelante catalogada como Messier 2, o M2. Messier pronto descubrió que esta nebulosa había sido visto por Jean-Dominique Maraldi exactamente 14 años antes. Él trazó esta «nebulosa» en su gráfico de la trayectoria del cometa Halley. Este objeto, que describió como una «nebulosa sin estrellas», es en realidad un cúmulo globular compuesto por unas 150.000 estrellas.
Estas observaciones se produjeron más o menos por casualidad, cuando Messier estaba haciendo «otras» tareas astronómicas, en particular, buscando cometas.
Fue tal vez el descubrimiento de su tercera «nebulosa» el 3 de mayo de 1764, que debería convertirse en N º 3 (Messier 3, M3) en su catálogo y su primer descubrimiento original de un objeto de cielo profundo que le llevó a emprender una seria exploración de los cielos en busca de estos objetos que podrían fácilmente y con frecuencia engañar a los descubridores de cometas. Alternativamente, puede ser que emprendió este esfuerzo debido a otras razones y M3 fue su primer descubrimiento en el curso de esta tarea. En ese momento, las memorias de Le Gentil de 1759 sobre la nebulosa se iban a imprimir, y es muy posible que Messier tenía conocimiento de eso y fue influenciado tal vez, o que acababa de ver los catálogos de la biblioteca de Delisle.
En su búsqueda de nebulosas y cúmulos estelares llevó a cabo sus estudios propiose independientes del cielo, dando lugar a 19 descubrimientos originales en el año 1764 y buscó todos los objetos en todos los catálogos a los cuales podría tener acceso, tales como: la lista de Edmond Halley de 6 objetos, el catálogo de William Derham que principalmente se había extraído de Prodomus Astronomiae de Johan Hevelius _ que estaba disponible en una traducción al francés por Pierre de Maupertuis, el catálogo de Lacaille de «nebulosas» del sur, de 1755, así como listas de Maraldi y Le Gentil. Le Gentil también se refiere a las observaciones de Chéseaux, pero Messier muy probablemente no tenía acceso a la lista de este astrónomo. Él catalogó los objetos de M3 a M40 este año y buscó varias inexistentes nebulosas de los catálogos más antiguos – desde luego, sin éxito, pero esto explica por ejemplo por qué la doble estrella M40 entró en su catálogo.
A principios de 1765 encontró el cúmulo estelar M41.
Durante tres años, estaba ocupado con otras actividades y no hizo ningún trabajo en el catálogo de objetos nebulosos. Luego, a principios de 1769, Messier tiene que haber decidido publicar una primera versión de su catálogo, tal vez en el curso de compilar los materiales necesarios para apoyar sus ambiciones a ser elegido a la Academia Real de Ciencias Francesa. Con el fin de aumentar el número de objetos catalogó los también conocidos objetos M42 – M45 (Nebulosa de Orión, Pesebre y las Pléyades) el 4 de marzo de 1769.
La razón para esta ampliación puede ser que él quería presentar el catálogo más completo hasta ese momento, y por lo tanto superar en número el catálogo de Lacaille de 42 objetos del cual se había quedado corto por uno hasta esa fecha. Esta hipótesis se complementa con el comentario de Messier en la introducción de dicho catálogo, que quería presentar un catálogo que fuera, entre otros, más completo que trabajos anteriores.
El 16 de febrero de 1771, finalmente presentó la primera versión de su catálogo a la Academia de Ciencias, lo que fue su primer libro presentado a la academia. Este libro debe ir seguido de un gran número de memorias que tratan otros temas de la astronomía. En el catálogo Messier describe cuidadosamente sus observaciones de cada objeto, así como los anteriores descubrimientos y observaciones de los astrónomos antiguos en la medida de que los conocía y da la posición de cada objeto. Como apéndice, se adjunta una lista de nebulosas presumible reportadas por observadores anteriores que no había sido capaz de encontrar, así como una descripción más extensa y un cuidado dibujo de la Nebulosa de Orión, M42 incluyendo la Nebulosa de Mairan, M43.
La primera versión del catálogo de Messier contiene y resume casi todos los objetos de cielo profundo que se conocían previamente, y observable desde la latitud norte de París, así como 29 hallazgos personales independientes, de los cuales 18 son descubrimientos originales de Messier. De los 45 objetos, se descubrió más tarde que 33 son cúmulos estelares (19 abiertos y 14 cúmulos globulares, dos de los cúmulos abiertos están relacionados con nebulosas), 7 nebulosas (5 difusas nebulosas de formación estelar, una nebulosa planetaria, un remanente de supernova ), 3 son las galaxias y 2 «otros» objetos (una nube estelar – M24 y una estrella doble – M40). El más prominente así como al parecer más brillante y más grande de estos objetos son, en este orden por brillo, las Pléyades (M45), la «nebulosa» de Andrómeda (M31), el cúmulo estelar Praesepe (M44), la Nebulosa de Orión (M42) y en el puesto nº 5, el cúmulo abierto M7 en Escorpión, Brian Skiff (2002) ha reportado que un total de 29 de esos 45 objetos sean visibles a simple vista en condiciones de visión excelentes. Por mucho, el más débil y más difícil de los objetos son la Nebulosa de Mairan M43 (atenuada por su proximidad a su prominente vecino, M42), la doble estrella M40 y el primer objeto, la Nebulosa del Cangrejo M1, tal vez un indicio de que la Nebulosa del Cangrejo puede haber sido algo más brillante en ese momento, una sospecha que coincide bien con la teoría y las observaciones que los remanentes de supernova se desvanecen con el tiempo. M40 es el único de estos objetos con el cual los astrónomos posteriores tuvieron dificultades para identificar durante alrededor de 180 años: Si bien el objeto y su posición fueron descritos correctamente por Messier, no fue hasta 1966 que John Mallas identificó este par de estrellas.
Tres noches después de la presentación de su catálogo, el 19 de enero de 1771, Charles Messier observó y midió cuatro objetos nebulosos, M46 – M49. Con dos de ellos, sin embargo, M47 y M48, no procedió con el cuidado habitual y cometió errores en la reducción de los datos de posición, de modo que fueron olvidados hasta su identificación en el siglo XX. Por otra parte, M49 fue la primera galaxia descubierta en el Grupo de galaxias de Virgo. Los cuatro fueron descubrimientos independientes, y todos, aparte de M47, descubrimientos originales de Messier.
En los años siguientes, circunstancias privadas así como otras actividades e intereses le impidieron hacer mucho trabajo sobre nebulosas y cúmulos, y se produjeron sólo algunos descubrimientos como productos derivados de otras actividades, en particular la observación del cometa. El 07 de junio 1771 Messier descubrió M62, pero sólo midió una posición aproximada, por lo que no fue hasta 1779 que incluyó esta «muy buena nebulosa» en su lista. En el curso de la observación de un cometa (1772 Montaigne), Messier encontró otro cúmulo, M50, el cual añadió a su catálogo el 5 de abril de 1772. El 10 de agosto de 1773, descubrió el segundo brillante compañero de la Nebulosa de Andrómeda, M110, pero debido a razones desconocidas nunca lo catálogó, y publicó el único descubrimiento en 1798 (en el Connoissance des Tems de 1801). Él informa haber encontrado M51 el 13 de octubre de 1773. El cúmulo abierto M52 siguió el 7 de septiembre de 1774. Duró hasta el 26 de febrero 1777, cuando descubrió el siguiente objeto, M53, un cúmulo globular que originalmente había sido descubierto dos años antes por Johann Elert Bode. Messier encontró dos más «nebulosas» (cúmulos globulares en realidad), M54 y M55, el 24 de julio de 1778. Mientras que M54 es su descubrimiento propio y original, M55 había sido descubierto por Lacaille y catalogado por él como Lac I.14, y el cual Messier había buscado sin éxito el 27 de julio de 1764, probablemente a causa de los instrumentos de calidad inferior que había usado, y quizás la menor experiencia que había tenida, en aquella época temprana.
Tras el descubrimiento del cometa de 1779, que fue descubierto originalmente por Bode el 6 de enero de 1779, y de forma independiente encontrado por Messier 13 días después, el 19 de enero de 1779, Messier y otros observadores encontraron una serie de nuevas «nebulosas» lo largo de la trayectoria aparente del cometa. Después de este cometa hasta el 19 de mayo de Messier observó seis objetos, M56 – M61. Encontró M56 en el día en que co-descubrió el cometa, 19 de enero de 1779 y el 31 de enero encontró M57, la Nebulosa del Anillo, que había sido encontrado previamente en el mismo mes por Antoine Darquier. Hubo un modesto «estallido» de descubrimientos cuando el cometa pasó a Virgo y el cúmulo de Galaxias de Virgo, y fue observado por Messier, Johann Gottfried Koehler en Dresden, y Bernabé Oriani en Milán. Charles Messier descubrió originalmente M58, a M59 y M60 los descubrió el 15 de abril de 1779. También tropezó con M61 el 5 de mayo de 1779, pero lo tomó por el cometa, algo que volvió a suceder el 6 de mayo, y sólo el 11 de mayo se dio cuenta de que se trataba de una nebulosa. M59 y M60 habían sido descubiertos por Koehler el 11 de abril de 1779, 4 días antes del avistamiento de Messier, pero Koehler había pasado por alto M58. Oriani había sido el primero en identificar M61 el 5 de mayo, el día e el que Messier lo había encontradopero no lo identificó.
El 4 de junio de 1779, Messier finalmente tomó una buena posición para M62, la «nebulosa» (en realidad, el cúmulo globular) que había encontrado en 1771. El 14 de junio, observó y obtuvo una posición de M63, de cuyo primer descubrimiento había sido informado por su colega y amigo, Pierre Méchain, a quien había conocido al menos desde 1774.
Sus incorporaciones siguientes en el catálogo se produjo el 1 de marzo de 1780 cuando encontró y catalogó M64, M65, y M66. Aunque lo desconocía Messier en ese momento, M64 había sido encontrado por Edward Pigott (23 de marzo de 1779) y 12 días después por Johann Elert Bode (4 de abril de 1779) casi un año antes, tal vez al observar el cometa de 1779; M65 y M66 son descubrimientos originales de Messier. El 6 de abril 1780 se encontró el cúmulo abierto M67, sin saber que Koehler había visto eso antes, y el 9 de abril, M68. Esto completó la segunda versión del catálogo de Messier de nebulosas y cúmulos estelares, ya que fue publicada en Le Temps des Connoissance de 1783, en 1780.
Este segundo catálogo contenía objetos significativamente más tenues que la primera versión de 1771, que muestra el aumento de la sensibilidad de los instrumentos de Messier y, probablemente su experiencia de observación. Los objetos más débiles en esta versión del catálogo fueron los cúmulos de galaxias M58 y M61 descubiertas en el Grupo de galaxias de Virgo, de alrededor de una magnitud visual de 9,7. De los 23 «nuevos» objetos en el segundo catálogo, M46 hasta M68, todos menos dos han sido independientemente encontrados por Messier, sólo M55 habían sido encontrado antes por Lacailley y sobre M63 había sido informado por Méchain. De los 21 hallazgos independientes Messier, 14 habían sido primeros hallazgos originales. De los 23 nuevos objetos, 6 son cúmulos abiertos y 6 cúmulos globulares, 1 nebulosa planetaria nueva (M57) y 10 galaxias, 5 de ellas miembros del Cúmulo de Virgo. Skiff (2002) reporta la visibilidad a simple vista en condiciones excelentes para 5 de estos 23 objetos.
Los próximos dos descubrimientos de Messier se produjeron el 31 de agosto de 1780, cuando encontró M69 y M70, dos cúmulos globulares en el sur de Sagitario. Estos dos objetos llegaron justo a tiempo para ser incluidos en un anuncio en el apéndice del Connoissance des Temps de 1783. Los dos cúmulos globulares son descubrimientos originales de Messier, pero el francés creyó que M69 era idéntica a la «nebulosa» Lac I.11 de Lacaille, que había buscado sin éxito en 1764.
A partir de ahora, Messier se asoció con Pierre Méchain en un vigoroso esfuerzo para aumentar el número de nebulosas y cúmulos estelares catalogados. A finales del año 1780, Messier había reunido las entradas hasta M79 y hasta abril de 1781, la lista de nebulosas y cúmulos estelares se había incrementado a 100 objetos. La mayoría de los objetos desde M71 a M82 habían sido reportados a Messier por Méchain y fueron reobservados y sus posiciones determinadas por Messier cuando los añadió a su catálogo, las excepciones son M73, un grupo de cuatro estrellas observado por Messier al medir M72, y M80, el cual fue descubierto por Messier y de forma independiente encontrado algún tiempo después por Méchain. M81 y M82, encontrados por Méchain en agosto de 1779, habían sido descubiertos por Bode ya en 1774. El 17 de febrero de 1781, Messier encontró la «nebulosa» M83, que había sido descubierta por Lacaille en 1752 (Lac I.6) y que no había sido capaz de encontrar en 1764.
El 4 de marzo de 1781, Pierre Méchain descubrió M85 en el Cúmulo de Galaxias de Virgo, de lo cual informó a Messier. Messier llevó a cabo una investigación exhaustiva de esa región del cielo el 18 de marzo de 1781 y en esa noche, catalogó hasta nueve objetos nuevos, ocho de ellos galaxias de Virgo Cluster (M84 hasta M91), y la «nebulosa sin estrellas» (de hecho, el cúmulo globular) M92 en Hércules. Todos, excepto M85 fueron hallazgos originales de Messier, pero M92 ya había sido visto por Bode en 1779. Messier señala la concentración de la «nebulosa» en la región de Coma-Virgo en un comentario después de M91 en su catálogo, la primera documentada noción del Cúmulo de Virgo. Todas estas «nebulosas» se midieron lo suficientemente bien como para que puedan ser fácilmente identificados con cúmulos de galaxias del Grupo de Virgo, con la excepción de M91, con el cual probablemente cometió un error en la reducción de datos, por lo que este objeto ha estado perdido hasta su identificación en 1969 por William C. Williams.
Messier encontró M93 y comprobó los descubrimientos de Méchain de M94 a M100 hasta el 13 de abril 1781.
Sin asignar un número propio también añadió una nota a la descripción de M51 con motivo del descubrimiento de Méchain de la compañera de la galaxia, NGC 5195. Este es uno de los raros casos en que Messier creó un dibujo que aún se conserva: su copia personal contiene un bosquejo de las dos nebulosas cuyas «atmósferas se toquen entre sí», M51 y NGC 5195.
En ese momento, se aproximaba el plazo para las contribuciones para el anuario, Connoissance des Temps para 1784, en donde la nueva versión del catálogo debería ser publicada. A toda prisa, más de tres objetos observados por Pierre Méchain, M101 – M103, se añadieron sin la validación personal, para lograr tener el catálogo listo para su publicación final en 1781.
Esta versión definitiva impresa del catálogo de Messier finalmente contenía 35 nuevas entradas, además de los de la segunda versión. De éstas, la mayoría habían sido aportadas por Pierre Méchain, quien había buscado un total de 22 de estos objetos, de los cuales había informado a Messier, que había medido las posiciones de todos menos los tres últimos, mientras que Messier había encontrado de forma independiente 12, y casualmente encontró un objeto descubierto por Lacaille (M83). De los hallazgos de Méchain, 18 habían sido descubrimientos originales, uno había sido visto en 1745-46 por De Chéseaux (M71), y dos habían sido encontrados previamente por Bode en 1774 y por Koehler antes de 1777 (M81 y M82). De los 13 descubrimientos de Messier, 12 habían sido original y un objeto había sido visto anteriormente por Johann Elert Bode en 1777 (M92). Como esta edición del catálogo apareció sólo un año después de la anterior, contiene objetos de aproximadamente la misma limitación de magnitud , como los instrumentos y la experiencia no cambiaron demasiado en ese año, los objetos más tenues siendo de magnitud 10: M108 de magnitud visual 10.0, M76 y M98 de magnitud 10,1 y M91 de magnitud 10,2. Sólo cuatro de estos 35 objetos son reportados como haber sido vistos a simple vista en condiciones excepcionales por Skiff (2002), dos de ellos cuestionables.
Muy poco después de la publicación, el 11 de mayo de 1781 Messier agregó M104 a su copia personal del catálogo, así como las posiciones de los objetos hasta ahora indeterminados M102 y M103. Esto indica que él había observado, probablemente, los objetos no verificados M101, M102 y M103 poco después de la publicación del catálogo. Una mirada a los asuntos personales de Messier muestra que él había listado dos nebulosas más, descubiertas por Méchain y mencionadas en el catálogo con M97, que ahora se conocen como M108 y M109. Estos hechos, junto con las notas de observaciones personales fechadas hasta el año 1790 indican que Messier estaba usando su copia personal del catálogo durante una serie de años, y probablemente estaba planeando publicar una versión revisada en alrededor de 1790.
Otros tres objetos más han sido añadidos al moderno Catálogo Messier; han sido enumerados por Méchain en su carta del 6 de mayo de 1783 a Bernoulli de la Academia de Berlín. Estos objetos son ahora conocidos como M105 – M107. M105 es uno de los descubrimientos de Méchain de marzo de 1781, que había sido pasado por alto y se perdió el catálogo final. M106 fue el descubrimiento de Méchain de otro objeto nebuloso más en julio de 1781, M107 fue descubierto por él en abril de 1782, y se convirtió así en el último objeto Messier descubierto. En esa carta, Méchain también menciona los objetos M104, M108 y M109, y se exime del descubrimiento de M102, una afirmación discutible ya que tanto su descripción y – hasta un error en la reducción de datos reconstruible – la posición de Messier se adapta bien a un objeto existente, NGC 5866. Méchain también informa de más nebulosas adicionales en la región del cúmulo de Virgo, pero sin dar más detalles, estos objetos deben ser considerados perdidos.
De los 110 objetos del catálogo Messier moderno, Messier mismo había encontrado de forma independiente 64 o 65 (dependiendo de cómo el tema de M102 sea resuelto), 44 de los cuales habían sido descubrimientos originales. Méchain había aportado 28 o 29 hallazgos independientes, entre ellos 24 o 25 descubrimientos originales. 18 objetos habían sido recogidos de fuentes anteriores y 23 más habían sido vistos antes por otros observadores. De los 110 objetos, 40 son galaxias, 29 cúmulos globulares y 27 cúmulos abiertos, 6 difusos y 4 nebulosas planetarias, un remanente de supernova y 3 «otros» objetos más (la nube estelar M24, la estrella doble M40 y el grupo o asterismo de 4 estrellas, M73).
El trabajo adicional de Messier en el catálogo se suspendió y cesado finalmente a causa de varios eventos:
- El descubrimiento de William Herschel del nuevo planeta Urano en marzo de 1781 del cual Messier tuvo conocimiento el 14 de abril de ese año, el día después de su última noche observación para el catálogo,
- dos descubrimientos de cometas en 1781,
- el accidente del 6 de noviembre de 1781, cuando cayó en una bodega de hielo y se vio obligado a permanecer en cama durante más de un año, y
- La búsqueda exitosa de William Herschel de miles de cúmulos y nebulosas con instrumentos superiores, iniciada en 1783, pudo haber causado que se concentrara en otros proyectos, ya qe sabía que no podía competir.
No sabemos si Messier ha visto alguna vez uno de los objetos M105, M106 y M107, como no hay registros de ello que se conservan. Sin embargo, parece probable que Méchain se lo había comunicado como de costumbre, por lo que bien puede ser, en particular ya que en sus notas personales se indica que Messier estaba trabajando hacia una edición actualizada en alrededor de 1790, e incluso tan tarde como en 1798. Él reveló que un plan para a llevar a cabo una versión revisada del catálogo incluyendo más objetos que había observado desde la publicación de su catálogo en 1781. Aquellos bien podrían incluir estos tres objetos descubiertos por Méchain.
Messier parece haber utilizado su copia personal de su catálogo también durante un número de años. Él informa que llevó a cabo mediciones de las estrellas en los cúmulos estelares abiertos Pesebre (M44) y las Pléyades (M45) en 1785, 1790 y 1796. Sus notas manuscritas en su copia personal del catálogo indican una serie de observaciones de alrededor de 1790, de nebulosas y cúmulos, presumiblemente en esfuerzo de llevar a cabo una versión actualizada de su catálogo de nebulosas y cúmulos, muy probablemente, este esfuerzo fue impedido finalmente por los acontecimientos en torno a la Revolución Francesa. En 1790, también obtuvo posiciones correctas para la «nebulosa» Andromeda (M31) y su compañera M32, y en 1795, hizo más profundas investigaciones y ha creado un dibujo detallado de la «nebulosa» Andromeda (M31) y sus dos satélites M32 y M110. Charles Messier informa de estas actividades finales en su última memoria presentada al Instituto Nacional de Francia, que se centra en sus investigaciones y dibujos de la «nebulosa» Andromeda y sus compañeros.
¿Había observado Messier objetos adicionales, otras objetos Messier adicionales, o maravillas sin numerar que han escapado a nuestra atención por más de dos siglos? Esto bien podría ser así: Como se mencionó anteriormente, Messier mismo ha declarado en 1798, en el Connaissance des Tems de 1801, en la que describió los planes para publicar una versión actualizada de su catálogo, que había observado todavía otros objetos nebulosos, pero por desgracia no da ninguna pista o detalles que se indican que esto podría ser cierto. Además, es muy posible que algunas de los cuadernos y notas de Messier se perdieron en el abismo de la historia, o que aún están escondidos a la espera de su recuperación. Por lo tanto, tenemos que esperar si, o hasta que, los documentos adicionales salen de sus refugios ocultos en la historia para revelar adicionales objetos del cielo profundo observados por Charles Messier.
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