"OLTRE MESSIER" ("Beyond Messier")

"OLTRE MESSIER" ("Beyond Messier") is a 240-page book that could be considered the natural continuation of my first volume titled "Catalogo Messier". The book has been published in 1999. The ISBN (International Standard Book Number) of this book is: 88-95650-10-4. In it 200 deep sky objects are described, not included in the first book but still within the reach of the most common amateur telescopes.

After Charles Messier's pioneeristic and adventurous observations which, in 1784, led to the publication of the final version of his well-known catalog of celestial objects, progress in astronomical observation started taking gigantic steps: indeed, the greater optical power and better quality of the new telescopes unveiled a sky of ever more numerous weak and hazy looking objects which, in those days, were generically referred to as "nebulae".

The Frenchman's work was immediately carried on in Great Britain by William Herschel whose tireless observations and his "scanning of the heavens" he published in three short papers in 1786, 1789 and 1802, where he announced the discovery of more than 2500 new star clusters and nebulae.

At times there is a tendency to exaggerate the work of famous people of the past, but in the case of William Herschel a simple glimpse at the list of his discoveries and intuitions is enough to leave one breathless. At a time when there was no particular distinction between professional and amateur astronomers, the "star-lover" William Herschel managed to approximately guess not only the presence but also the shape of the Milky Way based on his careful observations and by counting the number of stars within 3400 little areas spread all over the sky. Fortunately for Herschel his period was that of the enlightened King George III who was very taken with his work and frequently brought his guests to admire Herschel's enormous 48-inch telescope, which the king's generous contributions had helped to build.

Of the many things Herschel discovered, he also noticed that by increasing the resolution power of telescopes, many nebulae resolved into swarms of weak stars: thus he accepted the hypothesis that most nebulae may be nothing but enormous star systems isolated in space, similar to our Galaxy, but extremely far away. This hypothesis had originally been made, a bit fancifully, by Thomas Wright in 1750, but later redefined and made more accurate by Immanuel Kant in 1755. To give an idea of how ahead of the times this was, it is sufficient to remember that proof of galaxies external to ours was only reached in 1923, thanks to the work of Edwin Powell Hubble carried out using the then very new 2.5 meter diameter reflector telescope on Mount Wilson.

Furthermore, Herschel established the existence of a kind of small nebulae, generally round in shape and often bearing one little star in the center, which he called "planetary": he thought that he was looking at young stars surrounded by a planetary system in formation. Today, however, we know that, on the contrary, they are stars that have reached a very advanced stage of the evolution. He also discovered that some nebulae, like the well-known M 42 in Orion, maintained their haziness even when seen through telescopes of greater dimensions: instead of resolving into stars, they looked more and more like a huge cloud. Therefore, he thought that this kind of nebula may be the "matrix" from which the stars derived, and he explained his theories in two papers, in 1811 and 1814. There, then, was a really remarkable intuition of strongly evolutionary content, at a time when the world still thought that celestial bodies were practically unchanging and incorruptible objects: Herschel's ideas were surprising and very much ahead of the times when we think that the "father of evolution" Charles Darwin, was barely two years old.

William Herschel's splendid work was carried on by his son John, a scientist of broad culture and a keen observer. So the work of cataloguing any objects in the sky that looked nebulous found natural continuation, particularly in the southern emisphere: John Herschel gathered his father's observations, and added about the same number of his own, to the catalog he published in 1864, the "General Catalogue of Nebulae" (abbrev. GC) containing a substantial 5079 objects.

The next step was taken in 1888 when the Danish astronomer Johan Ludvig Emil Dreyer published the "New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars" (abbrev. NGC), basically on John Herschel's work, but now listing 7840 objects. Dreyer's catalog, except for Messier's concise catalog, was and still is the most popular catalog even today: though out of date in the professional field, where the frontier is naturally much further on, it is still widely used in the amateur field. Indeed, with few exceptions, nearly all deep sky objects, accessible with an average sized, non-professional telescope, have an NGC catalog number. In 1895 Dreyer produced the first "Index Catalogue" (abbrev. IC), listing another 1529 objects; then the "Second Index Catalogue" in 1908 which added another 3857 objects, totalling 5386. Overall, Dreyer lists an astounding 13,226 celestial objects.

By now the art of photographing the heavens had been developed: France, Europe and a fairly big part of the world were at work to complete the ambitious task of compiling the photographic atlas Carte du Ciel. Meanwhile in California, Edward Emerson Barnard was using his lenses to take his historical photographs of the Milky Way, that thickly star-populated highway in heaven, with its clouds of apparently dense stars, so incalculably numerous. After patient hours of waiting for the emulsion to pick up the light, the sky began to reveal its weakest, most elusive and distant objects on the film. Each new picture showed new objects, new star clusters and new nebulae, until there were so many that the idea of "discovery" began to lose its meaning already at the beginning of the 20th century. Consequently, the idea of compiling a single catalog for all the sky's objects proved unfeasible. Hence professional astronomers started specializing in different fields, creating catalogs that were no longer general but that grouped specific kinds of objects. The pioneering days of astronomy were over.

The original NGC and IC catalogs were reprinted in 1953 by the Royal Astronomical Society: however, the numerous uncertainties and mistakes (in particular in position: Dreyer found more than 700) led American astronomers Jack W. Sulentic and William G. Tifft to publish the "Revised New General Catalogue" in 1973, later updated in the 1980 edition. Though an admirable piece of work, the catalog lists all the NGC, but none of the IC objects. A complete edition which also contains all Dreyer's 13,226 objects was finally printed in 1988, the "NGC 2000.0", compiled by Roger W. Sinnott.

"Oltre Messier" describes 200 celestial objects, mainly belonging to the NGC catalog, but not part of the Messier catalog: practically all of them can be easily viewed through a non-professional telescope of about 6 inches in diameter in sufficiently clear and dark sky conditions. Except for some the IC objects, there are very few objects named after the astronomers who discovered and catalogued them: Blanco, Collinder, Melotte, Stock and Tombaugh; there is also an object taken from the UGC ("Uppsala General Catalogue of Galaxies"). The aim of "Oltre Messier" is basically intended for observers living in the mild climates of the northern areas of our Earth. The choice of objects covered takes into account some parameters: as far as galaxies are concerned, they are limited to those of 10.4 magnitude considering, for their negative Declination, an atmospheric absorption curve typical of a clear sky, even though not as exceptionally dark and transparent as can be found high up in the mountains. Indeed, seen through average to small sized telescopes, galaxies appear very weak and hazy, so we have not included any object of the southern hemisphere since it would be too difficult to see from mid-northern latitudes: there are so many galaxies to choose from, so we chose those easier for everybody to see. We have, however, exceeded Charles Messier's seeing limit by 0.2 magnitude. His weakest catalogued galaxy is M 91 of 10.2 mag: but what a difference! The same applies for globular clusters. Choice fell on those of up to 10.6 mag, but for these the atmospheric extinction curve is less marked than for galaxies since globular clusters nearly always have a luminous and visible center.

Of the 1200 and more open clusters of our Galaxy, we chose the most spectacular and striking, so magnitude limit is at 8.6, overlaid by curve which takes into account the atmospheric absorption load of objects that pass low in the meridian of mid-latitudes skies. Furthermore, none of the open clusters, classified by R. Trumpler in 1930, and considered as "poor" or as "not well detached from surrounding star field" have been included except for clusters of at least 50 stars, in accordance with G. Lynga's count of 1983.

Although this book is mainly intended for visual observing, some of the best known emission and reflection nebulae could not be left out. Weak and elusive to the eye, they readily and easily become visible on film. A normal telephoto lens of only 135 mm focal lenght is sufficient to photograph them.

However, it was more difficult to choose the planetary nebulae. Indeed, on the one hand some of the smaller sized planetary nebulae frequently have a very brilliant surface and these are, therefore, generally clearly visible through a telescope: in choosing, we avoided the very small objects since it is usually very difficult to identify them against the background of stars. On the other hand, the wide planetary nebulae are quite easy to photograph, but their surface brightness is so weak that even using a medium to large sized amateur telescope, it is still fairly difficult to identify them. Hence our choice of medium to small sized planetary nebulae of average to high superficial brilliance.

The physical data of the objects described are useful to understand some of the fundamental and intrinsic characteristics of the objects themselves; a step beyond the pleasure of simply looking at them. Take, for example, the actual diameter of the things we see up there in the sky, or, to give another example, the absolute magnitude value of both open and globular star clusters, not to mention the galaxies and other data. All aspects which go further than observing and give us a better idea of how they really are, whether we can see them easily or not. In the case of open and globular star clusters it is interesting to realize the importance of interstellar absorption. This is caused by extremely rarified gases and dust particles that come between us and what we are looking at, and that may absorb up to 90% of the light from the object under observation. In this respect, in connection with galaxies, a corrected absolute Mag value has been given, defined as absolute magnitude of the galaxy supposing this can be seen perpendicularly to its equatorial plane, according to its particular morphological type, and in absence of either internal absorption or absorption on behalf of the Milky Way.

Photographs of celestial objects are nearly always of professional quality. In sky photographs, north is at the top, and east to the left, meaning that we see the objects as they actually are in the heavens, whether through a pair of binoculars or with the naked eye. In telescopes, however, objects appear upside down, meaning that north is at the bottom and east to the right. This can be corrected by using a zenithal prism which switches north back to the top, but east remains to the right. Even though some of the photos of planetary nebulae were in fact taken through the Hubble Space Telescope, many of the others were taken using non-professional equipment, proving how the most dedicated amateurs astronomers are rapidly moving towards what, a mere twelve or so years ago, were the photographic limits of the world's biggest professional telescopes. The application of modern CCD electronic sensors has had a leading role in this extraordinary progress. And it was thanks to these sensors that some American amateurs only recently managed to go beyond mag 24 using only fairly small diametered telescopes.

The only thing left is to wish our readers all the best pleasure in viewing the hidden beauties in our night skies. However, though Charles Messier's catalog has been outdated, and even after having looked at all the objects described in this book, remember that we shall still only just be on the threshold, peeping out at the mind-boggling, astonishing marvels to be found in the immensity of the Universe. In 1725 Isaac Newton wrote: "I do not know what I may appear to the world, but to myself I seem to have been only like a boy playing on the sea-shore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me".

"OLTRE MESSIER"

"OLTRE MESSIER" è un libro di 240 pagine che consiste, in un certo senso, in una continuazione ed un'estensione del mio primo volume, intitolato "Catalogo Messier". Il libro è stato pubblicato nel 1999. L'ISBN di questo libro (International Standard Book Number) è: 88-95650-10-4. In esso vengono descritti 200 oggetti del cielo profondo, non contenuti nel primo libro ma ancora alla portata dei più comuni telescopi amatoriali.

Dopo le pionieristiche ed avventurose osservazioni che portarono Charles Messier a pubblicare la versione definitiva del suo famoso catalogo di oggetti celesti nel 1784, infatti, il progresso nelle osservazioni astronomiche divenne sempre più rapido e vorticoso: davanti all'aumentata potenza ottica e qualità dei nuovi telescopi, il cielo finiva per apparire sempre più popolato da un gran numero di oggetti deboli e di aspetto sfumato, allora genericamente definiti con il termine di "nebulose".

Il testimone lasciato dal grande osservatore francese venne immediatamente raccolto da William Herschel che dall'Inghilterra, a seguito delle sue infaticabili osservazioni e dei suoi famosi "scandagli celesti", pubblicò tre note nel 1786, 1789 e 1802, nelle quali annunciò la scoperta di oltre 2500 tra ammassi di stelle e nebulose.

A volte si tende ad enfatizzare le opere di alcuni personaggi famosi del passato ma, quando si parla di William Herschel, il semplice elenco delle sue scoperte e delle sue intuizioni lascia letteralmente senza fiato. In un'epoca in cui la distinzione fra astronomi professionisti ed astronomi dilettanti non era particolarmente marcata - e questo certamente anche grazie alla particolare disposizione ed apertura della cultura e della società inglese di quegli anni - "l'astrofilo" William Herschel, dall'accurata osservazione e dal conteggio del numero di stelle presenti entro 3400 piccole zone sparse su tutto il cielo, arrivò a dedurre l'esistenza e la forma approssimativa della Via Lattea. In quegli anni, il re inglese Giorgio III era solito condurre i suoi ospiti in visita all'enorme telescopio di 1,2 metri di diametro di Herschel, abilmente costruito da quest'ultimo nel 1789 grazie alle elargizioni di un re così illuminato.

In mezzo ad una grande quantità di altre scoperte, Herschel si accorse pure che, all'aumentare della potenza dei telescopi, molte nebulose finivano per risolversi in nugoli di deboli stelline: egli accolse pienamente, così, l'ipotesi in base alla quale la maggior parte delle nebulose potevano essere nient'altro che enormi sistemi di stelle isolati nello spazio, simili alla nostra Galassia ma estremamente lontani. Questa ipotesi era stata originariamente avanzata, sia pure in forma un po' fantasiosa, dall'inglese Thomas Wrigth nel 1750, quindi precisata e ridefinita dal tedesco Immanuel Kant nel 1755. Per puntualizzare di quanto essa fosse in anticipo sui tempi, sarà sufficiente ricordare che la prova dell'esistenza di galassie esterne alla nostra ha dovuto attendere fino al 1923, con i classici lavori dello statunitense Edwin Powell Hubble effettuati con l'allora nuovissimo telescopio riflettore di 2,5 metri di diametro di Monte Wilson.

Herschel, inoltre, scoprì che alcune nebulose - come quella famosa di Orione, M 42 - continuavano ad apparire di aspetto interamente nebuloso anche all'osservazione attraverso i suoi telescopi di maggiori dimensioni: anziché risolversi in stelle, acquisivano un aspetto sempre più simile a quello di una vasta nuvola. Egli pensò allora che questo tipo di nebulose potessero costituire le "matrici" da cui derivavano le stelle, ed espose le sue teorie in due note, apparse nel 1811 e nel 1814. Ecco perciò un'intuizione davvero notevole e dal contenuto prepotentemente evoluzionistico, in un mondo che considerava ancora pressoché immutabili ed incorruttibili i corpi celesti: un'idea sorprendente ed anticipatrice, formulata quando "il padre dell'evoluzione", Charles Darwin, era nato soltanto da due anni.

Il prodigioso lavoro di William Herschel venne proseguito dal figlio John, un osservatore ed uno scienziato dalla cultura molto vasta. L'attività di catalogazione degli oggetti celesti di aspetto nebuloso trovò così una naturale prosecuzione, in particolare nei cieli australi: John Herschel, raccogliendo le osservazioni del padre ed aggiungendone all'incirca un eguale numero di proprie, pubblicò nel 1864 il monumentale General Catalogue of Nebulae (abbreviato GC), contenente ben 5079 oggetti.

La mossa successiva avvenne nel 1888, quando l'astronomo danese Johan Ludvig Emil Dreyer, basandosi anzitutto sul precedente lavoro di John Herschel, pubblicò il fortunato New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars (abbreviato NGC), elencante 7840 oggetti. Il catalogo di Dreyer, a parte il succinto catalogo di Messier, ha goduto - e gode ancora attualmente - della massima popolarità: benché ormai superato in campo professionale, dove la frontiera naturalmente è oggi molto più avanti, esso è tuttora ampiamente utilizzato in campo amatoriale. Si può infatti dire che, tranne eccezioni, quasi tutti gli oggetti celesti del cielo profondo accessibili ad un telescopio non professionale di medie dimensioni possiedono un numero del catalogo NGC. Ad esso Dreyer fece seguire, nel 1895, il primo Index Catalogue (abbreviato IC), comprendente altri 1529 oggetti; il Second Index Catalogue vide le stampe nel 1908, aggiungendo ulteriori 3857 oggetti, per un totale di 5386. Gli oggetti elencati da Dreyer assommano così, complessivamente, allo sbalorditivo numero di 13.226.

Ormai era nata la fotografia celeste: la Francia, l'Europa e buona parte del mondo erano impegnate nella realizzazione dell'ambizioso atlante fotografico Carte du Ciel mentre, sotto i cieli della California, Edward Emerson Barnard stava utilizzando i suoi obiettivi per le prime storiche fotografie della Via Lattea, che appariva popolata da vere e proprie nubi stellari, formate da un numero stupefacente ed incalcolabile di stelle apparentemente densissime. Davanti alle prime emulsioni fotografiche, pazientemente esposte per ore ed ore a ricevere la luce degli oggetti celesti, il cielo notturno finiva per svelare i suoi oggetti più deboli, elusivi e lontani; ad ogni sviluppo di una nuova lastra, si venivano così a rivelare nuovi oggetti, nuovi ammassi stellari e nuove nebulose, e finì così per perdere di significato ed importanza - fin dai primissimi anni del Novecento - il concetto stesso di "scoperta", così come l'esigenza e la possibilità pratica stessa di riuscire a creare un unico catalogo onnicomprensivo. Gli astronomi professionisti, specializzandosi sempre più in campi di studio chiaramente differenziati, iniziarono così a creare dei cataloghi non più generali, bensì raggruppanti determinati tipi speciali di oggetti celesti. L'epoca e la saga dell'astronomia eroica erano dunque finite.

I cataloghi NGC ed IC originali vennero ristampati nel 1953, a cura della Royal Astronomical Society: ma la presenza di un gran numero d'incertezze e di errori (specialmente di posizione: Dreyer stesso ne aveva segnalati più di 700) indusse gli astronomi statunitensi Jack W. Sulentic e William G. Tifft a pubblicare, nel 1973, il Revised New General Catalogue, ulteriormente perfezionato nell'edizione del 1980. Questo lavoro, benché notevole, comprende tutti gli oggetti NGC, ma omette gli IC. La riedizione completa dei 13.226 oggetti di Dreyer ha dovuto attendere fino al 1988, con la pubblicazione di NGC 2000.0 ad opera dello statunitense Roger W. Sinnott.

"Oltre Messier" descrive 200 oggetti celesti, per lo più appartenenti al catalogo NGC, ma non facenti parte del Catalogo Messier: sono quasi tutti agevolmente osservabili attraverso un telescopio amatoriale di circa 15 cm di diametro, utilizzato sotto un cielo sufficientemente limpido e scuro. Oltre ad alcuni oggetti del catalogo IC, sono presenti pochi altri oggetti che portano il nome degli astronomi che li hanno scoperti e catalogati: Blanco, Collinder, Melotte, Stock e Tombaugh, oltre ad un oggetto tratto dal catalogo UGC (Uppsala General Catalogue of Galaxies). Il libro è stato concepito per gli osservatori delle latitudini temperate settentrionali della Terra, e più precisamente - è ovvio - per i cieli dell'Italia: la scelta degli oggetti è stata eseguita tenendo conto di alcuni parametri, riportati in dettaglio nell'introduzione del libro stesso.

Dai dati fisici ed astronomici riportati a proposito di ciascun oggetto descritto, è possibile comprendere alcune caratteristiche fondamentali ed intrinseche degli oggetti stessi, che vanno bene al di là del piacere immediato procurato da una semplice osservazione visuale, da una fotografia o da una ripresa CCD. Ci riferiamo, per esempio, al diametro reale degli oggetti celesti, ed ancor più - per fare ancora un esempio - al valore della Magnitudine assoluta degli ammassi stellari sia aperti che globulari, nonché delle galassie, e ad altri dati ancora. Oltre a focalizzare l'attenzione su come gli oggetti ci appaiono in cielo, pertanto, è così possibile comprendere come essi siano fisicamente nella realtà, a prescindere dai fattori che ne limitano o condizionano l'osservazione. Relativamente agli ammassi aperti e globulari, per esempio, è assai significativo venire a conoscenza dell'entità dell'assorbimento interstellare, causato dall'interposizione di enormi volumi occupati da gas e polveri estremamente rarefatti, ma tali da finire per assorbire, in certi casi, fino al 90% e più della luce degli oggetti sotto osservazione. Parimenti, a proposito delle galassie è stato riportato il valore della Mag assoluta corretta, definita come la Magnitudine assoluta della galassia nell'ipotesi di poterla osservare in pianta, ovvero perpendicolarmente al suo piano equatoriale, tenendo conto del suo particolare tipo morfologico, ed in assenza di assorbimento sia interno che imputabile alla Via Lattea.

Le fotografie degli oggetti celesti sono quasi sempre di carattere squisitamente professionale. Esse hanno il nord in alto e l'est a sinistra, cioè sono orientate così come gli oggetti appaiono realmente in cielo attraverso un sistema ottico completamente raddrizzante, come l'occhio nudo oppure un binocolo. E' noto che un telescopio fornisce un'immagine capovolta degli oggetti - ovvero con il nord in basso e l'est a destra - mentre l'aggiunta di un prisma zenitale restituisce una visione artificialmente ribaltata (cioè con il nord in alto ma l'est ancora a destra). Benché alcune immagini di nebulose planetarie siano addirittura riprese dello Hubble Space Telescope, altre fotografie sono state ottenute con strumentazioni di tipo prettamente amatoriale: non è un mistero, d'altra parte, che gli astrofili più agguerriti si stanno avvicinando a passi rapidissimi a quelli che erano i limiti fotografici dei più grandi telescopi professionali del mondo di soltanto una dozzina di anni fa. Gran parte del merito di questo sbalorditivo progresso è ascrivibile ai moderni sensori elettronici CCD, grazie ai quali alcuni astrofili statunitensi hanno dimostrato molto recentemente di riuscire a superare la mag 24, utilizzando telescopi di poche decine di centimetri di diametro.

Non resta che augurare a tutti di poter gioire appieno delle bellezze nascoste nel nostro cielo notturno. E tuttavia, anche superando il vecchio e glorioso catalogo di Charles Messier - anche dopo aver osservato tutti gli oggetti descritti in "Oltre Messier" - ci troveremo sempre, ed appena, sull'uscio di casa, a sbirciare la meravigliosa, stupefacente e sconvolgente immensità dell'Universo. "Mi sembra di essere soltanto come un bambino, che gioca sulla spiaggia ed è contento se di quando in quando trova un ciottolo più levigato o una conchiglia più bella del solito, mentre un grande oceano di verità mi sta dinanzi ancora da scoprire", scrisse Isaac Newton nel 1725.