خوشه‌ی بزرگ صورت فلکی هرکول — که با نام مسیه ۱۳ یا M13 نیز شناخته می‌شود — بهترین خوشه‌ی کروی در نیمه‌ی شمالی آسمان به شمار می‌رود. به طور دقیق‌تر، می‌توانید آن را در الگوی ستاره‌ای معروف به «سنگ‌بنای هرکول» پیدا کنید؛ یک مربع نامتقارن در دل صورت فلکی هرکول. این صورت فلکی بین دو ستاره‌ی درخشان آسمان بهار و تابستان نیمکرهی شمالی، یعنی وِگا و آرکتوروس قرار دارد.
در دیدرس همیشگی
در عرض‌های جغرافیایی میانی نیمکرهی شمالی، خوشه‌ی M13 در تمام طول سال، دست‌کم بخشی از شب در آسمان دیده می‌شود. در هر لحظه، در جایی از جهان، کسی در حال رصد این خوشه است. در ماه اردیبهشت، M13 چند ساعت پس از غروب خورشید طلوع می‌کند. در ماه‌های خرداد، تیر و مرداد، این خوشه تمام شب بالای افق باقی می‌ماند. در ماه‌های مرداد، شهریور و مهر، همچنان تا بعد از نیمه‌شب در آسمان حضور دارد. سپس در ماه‌های آبان و آذر، می‌توانید آن را در آسمان غربی شب یا شرقی صبحگاه مشاهده کنید. از دی تا اردیبهشت، M13 در آسمان بامدادی دیده می‌شود.
علاوه بر این، وقتی به M13 یا خوشه‌های کروی دیگر نگاه می‌کنید، در واقع به ستارگانی می‌نگرید که حدود ۱۲ تا ۱۳ میلیارد سال سن دارند؛ یعنی تقریباً هم‌سنِ خود جهان.
M13 به‌راحتی پیدا می‌شود
این خوشه در صورت فلکی هرکول، میان دو ستاره‌ی درخشان تابستان یعنی وگا (در صورت فلکی چنگ) و آرکتوروس (در صورت فلکی شبان) قرار دارد. اگر یک‌سوم مسیر بین وگا تا آرکتوروس را دنبال کنید، به چهار ستاره با درخشندگی متوسط می‌رسید که سنگ‌بنای هرکول را تشکیل می‌دهند. در سمت نزدیک به آرکتوروس، خوشه‌ی M13 بین دو ستاره‌ی اتا هرکولیس (η Her) و زتا هرکولیس (ζ Her) قرار دارد. میدان دید معمول در دوربین‌های دوچشمی حدود ۵ تا ۷ درجه است، و خوشه‌ی هرکول حدود ۲.۵ درجه در جنوب اتا هرکولیس قرار دارد. موقعیت دقیق M13 از دید اخترشناسی چنین است:
میل راست: 16h 41.7m | میل: ۳۶ درجه و ۲۸ دقیقه شمالی
به‌ویژه به الگوی چهارضلعی‌ای که درون صورت فلکی هرکول دیده می‌شود توجه کنید؛ این الگو «سنگ‌بنای» (Keystone) هرکول نام دارد. خوشه‌ی M13 در امتداد یکی از لبه‌های این سنگ‌بنا جای گرفته است.
از M13 چه چیزی می‌توان دید؟
در شب‌های تاریک و صاف، چشم غیرمسلح به سختی می‌تواند M13 را به‌صورت نقطه‌ای کم‌نور و مه‌آلود تشخیص دهد. اما با دوربین دوچشمی، این لکه‌ی نوری مه‌آلود به‌راحتی قابل تشخیص است. این خوشه با قدر ظاهری ۵.۸ می‌درخشد و اندازه‌ی زاویه‌ای آن حدود ۲۰ دقیقه‌ی قوسی است؛ یعنی تقریباً دو‌سوم قطر ظاهری ماه کامل.
برای مشاهده‌ی بهتر M13 — یا هر خوشه‌ی کروی دیگر — تلسکوپ‌هایی با دهانه‌ی بزرگ مناسب‌ترند. تلسکوپ‌های کوچک‌تر نیز می‌توانند M13 را نشان دهند، اما نمی‌توانند ستاره‌های منفرد درون آن را تفکیک کنند. اگر تلسکوپ ندارید یا نحوه‌ی استفاده از آن را نمی‌دانید، می‌توانید در یک شب‌نشینی عمومی نجومی شرکت کنید تا از میان تلسکوپ‌های مختلف، این خوشه را مشاهده کنید.
تصویر از IAU / Sky and Telescope / ویکی‌مدیا کامنز (با مجوز CC BY 3.0).
آن «پروانه» عجیب داخل خوشه چیست؟
اکنون که M13 را در تلسکوپ داریم، بیایید به پدیده‌ای عجیب در درون آن نگاه کنیم. این خوشه دارای سه نوار تاریک است که شکل یک پروانه یا ملخ هواپیما را تشکیل می‌دهند. «بیندون بلاد استونی»، دستیار «ارل آو روس» در دهه‌ی ۱۲۲۹ هجری شمسی، نخستین کسی بود که به این ساختار عجیب اشاره کرد. این پدیده، حاصل نبود ستاره در امتداد یک خط دید خاص است.
تصویر از فیل هارینگتون، برگرفته از کتاب «چالش کیهانی». با کسب اجازه استفاده شده است.
«والتر اسکات هوستون»، نویسنده‌ی ستون «شگفتی‌های آسمان ژرف» در مجله‌ی Sky & Telescope، در سال ۱۳۱۳ به این پدیده اشاره کرد. با این حال، تا سال‌ها هیچ‌یک از خوانندگانش آن را تأیید نکردند. سرانجام در سال ۱۳۵۸، «جان بورتل»، ستاره‌شناس آماتور آمریکایی، نوشت که توانسته آن را ببیند و گفت این ساختار در گوشه‌ی جنوب‌شرقی خوشه قرار دارد. برای دیدن این پدیده، تلسکوپی با دهانه‌ی بزرگ و بزرگنمایی حداقل ۲۰۰ برابر لازم است، چراکه عکس‌های نجومی معمولاً نور خوشه را بیش از حد ثبت می‌کنند و باعث می‌شوند این «پروانه» ناپدید شود.
شمارش ستارگان
M13 بسیار دور است؛ حدود ۲۵٬۰۰۰ سال نوری فاصله دارد. این فاصله چند برابر دورتر از دورترین ستارگانی است که چشم غیرمسلح می‌تواند ببیند. اندازه‌ی این خوشه حدود ۱۶۵ سال نوری است.
اما چند ستاره در M13 وجود دارد؟ حدود ۳۰۰٬۰۰۰ ستاره، و شاید تا نیم میلیون. این یعنی حدود ۱۰۰ برابر بیشتر از تعداد ستاره‌هایی که با چشم در آسمان شب دیده می‌شوند.
«این تصویر خوشه‌ی کروی زیبای مسیه ۱۳ را نشان می‌دهد. در همان میدان دید، کهکشان مارپیچی NGC 6207 و کهکشان فعال و کم‌نور IC 4617 نیز قابل مشاهده هستند.»
سپاس از تو، تمیم!
گفت‌وگو با یک خوشه کروی
در ۲۵ آبان ۱۳۵۳، تلسکوپ رادیویی آرسیبو در پورتوریکو، پیامی رادیویی به سوی M13 فرستاد. این نخستین پیامی بود که به‌طور عمدی به مقصدی در فضا مخابره شد. این پیام به رهبری «فرانک دریک» طراحی شده بود و اطلاعاتی درباره‌ی زمین و بشریت را در خود داشت. رسیدن این پیام به M13 حدود ۲۵٬۰۰۰ سال زمان می‌برد، و اگر پاسخی دریافت شود، بازگشت آن نیز ۲۵٬۰۰۰ سال دیگر طول خواهد کشید.
دو نوع خوشه‌ی ستاره‌ای
M13 یک خوشه‌ی ستاره‌ای کروی است؛ یعنی یک «شهر ستاره‌ای» عظیم و کره‌مانند با صدها هزار ستاره. این نوع خوشه‌ها در مدارهایی دور از قرص کهکشان راه شیری می‌چرخند و در فاصله‌ی ده‌ها هزار سال نوری قرار دارند. در مقابل، خوشه‌های ستاره‌ای باز مانند «خوشه‌ی پروین» یا «خوشه‌ی گاوران» در درون قرص کهکشان و بسیار نزدیک‌تر قرار دارند و معمولاً تنها چند صد تا چند هزار ستاره دارند.
کشف M13
این خوشه را نخستین‌بار اخترشناس انگلیسی، «ادموند هالی»، در سال ۱۰۹۳ هجری شمسی با کمک تلسکوپ کشف کرد. او نوشت:
«این جرم تکه‌ای کوچک است، اما در شبی صاف و بدون ماه با چشم غیرمسلح دیده می‌شود.»
در ۱۲ خرداد ۱۱۴۳ هجری شمسی، شارل مسیه، شکارچی مشهور دنباله‌دار فرانسوی، این جرم را به‌عنوان مورد شماره‌ی ۱۳ در فهرست اجرام سحابی خود ثبت کرد. او آن را چنین توصیف کرد:
«… سحابی‌ای که مطمئنم هیچ ستاره‌ای در آن نیست. گرد و درخشان با مرکزی روشن‌تر از لبه‌ها.»
اما تلسکوپ مسیه به‌اندازه‌ای قوی نبود که ستارگان منفرد را نشان دهد.
در قرون بعد، M13 به یکی از شناخته‌شده‌ترین و پررصدترین خوشه‌های کروی نیمکرهی شمالی تبدیل شد.
تصویر از دوربین پیشرفته‌ی بررسی‌ها (ACS) روی تلسکوپ فضایی هابل.
