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Beobachtungsbericht   06./07.08.2008    (07/2008)
The Big Drill

    Beobachter: P. Surma
    Datum/Zeit: 06./07.08.2008, 23:00 - 2.40 MESZ
    Ort: KABR
    Kollegen: Thomas Schmitt, Michael Kohl, Rainer Mannoff, Roland Herrmann
    und 3-4 weitere Kollegen (von denen ich leider die Namen nicht (mehr) weiss, sorry)

    Sonne: Sonnenuntergang 20:59 MESZ
    Nautische Dämmerung (Ende/Anfang): 22:20 / 4:40 MESZ
    Astronomische Dämmerung (Ende/Anfang): 23:16 / 3:48 MESZ
    Mond: Monduntergang 22:39 MESZ
    Sichel, 32% beleuchtet (-9.1mag)
    Wetter: Wolkenlos, mässiger Wind, trocken
    Temperatur ca. 18°C
    Grenzgrösse: gute Transparenz
    Himmel: gut aber nicht optimal, bis zu 21.2 mag/sas (SQM-L)
    (nach Beobachtungsende um 3:00 MESZ: 21.45mag/sas)

    Teleskop: 20" f/4 Dob
    + 6" f/5 Newton Bigfinder
    Montierung: Dobson (manuell)
    Filter: Astronomik OIII + UHC
    Okulare:
    (Dob /
    Finder )

    f 31mm 20mm 13mm 9mm 5mm
    AP 7.8mm 5mm 3.3mm 2.3mm 1.3mm
    V 65x 100x 155x 225x 400x
    Feld 1.25° 0.8°
    50'
    0.5°
    30'
    0.36°
    22'
    0.2°
    12'
    Maglimit 15.8m 16.5m 16.9m 17.1m 17.0m






    AP 6.2mm 4.0mm 2.6mm 1.8mm 1.0mm
    V 24x 38x 58x 83x 150x
    Feld 3.4° 2.2° 1.4° 1.0° 0.55°
    33'
    Maglimit 13.6m 14.1m 14.5m 14.7m 14.9m


    Objekte: Diffuse Emmisionsnebel (Neb):
          NGC 7000, IC 1396
    Dunkelwolken (DW):
          Elephantenrüssel in NGC 6823
    Galaxien (Gx):
          Barnard's Galaxy + HII Regionen, M33 Strukturen, M33 Einzelsterne (?)
    AGN (Quasare, Seyfert, BL Lac):
          -
    Cluster (GxCl) + Gruppen (GcGrp)
          -
    Planetarische Nebel (PN):
          Egg Nebula PK 80-6.1, Minkowski 2-9 -Butterfly Nebula, M27
    Planeten + Monde:
          -
    Sternhaufen:
          NGC 6823, M13
    Sterne:
          Einzelsterne in M33 (1. Versuch)


    Bilder der Objekte: © STScI Digitized Sky Survey.    Alle Daten + Zeiten (in MESZ) aus Guide 8.0.
    Klick auf die Nummer in der Übersicht springt zu dem Objekt. Klick auf das CrossRef -Symbol vor jedem Objekt springt auf eine Seite mit zusätzlichen Links + Infos. Maglimits der Okulartabelle sind gerechnet  für optimale Bedingungen im Zenit und fst 6.5m. Meine subjektiven Highlights der Nacht sind gelb markiert.


M33
(RGB-Komposit aus DSS Daten in R und B, Feld: 36'x60')
Rohdaten © STScI Digitized Sky Survey


Übersicht

    (1)   Vorbereitungen
    (2)   Egg Nebula PK 80-6.1 (pre-PN, Cyg)
    (3)   Minkowski 2-9 -Butterfly Nebula (PN, Oph)
    (4)   Elephantenrüssel in NGC 6823 (DN, Cyg)
    (5)   Barnard's Galaxy mit HII Regionen (Gx, Sgr)
    (6)   Strukturen in M33 (Gx, Tri)
    (7)   Einzelsterne in M33 (Gx-stars, Tri)
    (8)   Was Lockeres zum Schluss (IC 1396 + NGC 7000)

    Anhang   Vergleich der Galaxien-Parameter

Diskussions-Threads zum Bericht

Einführung

    'The Big Drill' - ist sicher ein irritierender Titel für einen Beobachtungsbericht - klingt eher nach Ölbohrung, oder sowas.... Und genauso ist es auch: es geht mords in die Tiefe, ins Pechschwarze sozusagen. Und es wird rumgestochert und rumgerührt auf 'Teufel komm raus' - dementsprechend dreht und spiralt es hier ziemlich ... Es ist anstrengend und am Ende der Nacht reicht es dann auch - oh Mann, warum hab ich es mir nicht leichter gemacht (auf der Bohrplattform) ? OK, man hat dann manches erreicht, aber alles was man dann noch will ist was richtig locker-flockiges und vor allem ... ins Bett. Also ich war jedenfalls echt geschafft hinterher ...

    OK, lean back and enjoy - the Big Drill ! :-)

Beobachtungen

    (1) Vorbereitungen

    CrossRef
                           
    Ich hatte mir heute z.T. einige Objekte vorgenommen, die an die Detektions-Limits meines 20" Teleskops heranreichen. Ich hatte nach dem Aufbau noch etwas Zeit bis zum Abschluss der astronomischen Dämmerung, also warum nicht das Teleskop noch etwas optimieren. Erst lieh ich mir von Rainer Mannoff noch einen zweiten Laser aus, um die Kollimation mit meinem Laser (von dem ich weiss, dass er grob 0.3° Missweisung relativ zur optischen Achse hat) zu checken. Ich musste auch glatt nachjustieren. Die Sterne waren aber dennoch nicht drastisch besser. Dann fragte ich unseren ATM-Freak Roland, der heute ja in der Nachbarschaft seinen 24" stehen hatte. Er erklärt mir nochmal, dass man den Newton eigentlich doch genauso kollimiert wie ich es von meinem C11 her kenne. Am defokussierten Stern muss der Fangspiegelschatten perfekt zentrisch sein (der FS-Offset ist klein und führt relativ zur Spiegelgrösse von 50cm keine nennenswerte Exzentrizität ein - das hatte ich mir eigentlich nie klargemacht). Also justier ich nochmal grob nach und auch Roland feintunt (oh Mann, was ein Verbum! :-) mir netterweise nochmal die Justage. Und tatsächlich sind die Sterne jetzt merkbar schärfer ... :-)

    Zum Testen und Warmsehen schau ich mir auch M13 an: die Einzelsterne kommen fantastisch raus mit der perfekten Teleskop-Kollimation ! Danach noch ein Blick auf M27 ohne Filter: eigentlich gefällt er mir ohne Filter viel besser, weil die Sterne (nebst Zentralstern) einfach realistischer rauskommen...

    Schliesslich wird auch schon die Himmelshelligkeit gemessen. Es sieht eigentlich alles nach einer perfekten Nacht aus und ich freu mich schon tierisch (und alle anderen wohl auch) !!! Die SQM Werte sind vor Abschluss der astronomischen Dämmerung schon über 20.5mag/sas, and rising... :-) Während der folgenden Beobachtungen klettert das SQM aber nie deutlich über 21.2 mag/sas !

    (2) Egg Nebula PK 80-6.1 (pre-PN, Cyg)

    CrossRef
                           
    Als erste Objekte nach Abschluss der AD hatte ich mir PNs vorgenommen. Sie haben hohe FH und dürften auch bei noch noch nicht ganz 'ausgekühltem Himmel' gut gehen. Heute mal etwas 'off the beaten path' wie es auf Steve Gottlieb's Webseite so schön heisst (wo viele Freaks sich ihre Objekt-Ideen der etwas abstruseren Art herholen... - eine sehr empfehlenswerte Website für Besitzer von etwas grösseren Dobsons !).

    Der 'Egg Nebula' liegt bei α = 21h 02m 18.75s δ = +36 41' 37.8", d.h. über dem westlichen Cygnus-Flügel, ca. 4 Grad NW von δ Cyg. Der 8mag Stern HD 200371 steht nur 4' westlich (rechts im DSS-Bild). Der Nebel ist wirklich relativ hell, ich erkenne ihn sogar im 6" Bigfinder mit 31mm Okular ! - wenn ich auch zunächst denke es sei ein Stern. Das Ding ist sehr konzentriert und klein. Erst im Dob erkenne ich eindeutig die 'bipolare Struktur'. Er sieht ein bisschen wie ein Doppelstern aus, die südliche Komponente ist dabei deutlich schwächer und kommt erst bei leicht indirektem Sehen richtig gut raus. Dennoch ist PK 80-6.1 eindeutig als flächig zu erkennen. Von den Details, die das HST-Bild zeigt, kann ich allerdings nichts erkennen. Ein Filtertest zeigt: der UHC schwächt das Ding deutlich ab. Das ist schon ein beobachterischer Hinweis, dass es sich nicht um einen 'normalen' PN - typisch mit starkem Emssionsanteil aus den verbotenen [OIII] Linien - handelt. Kollege Reiner (Vogel) aus Freiburg hat auf Cloudy Nights sogar gepostet, dass er Tests mit Polfilter gemacht hat und dabei merkbare Effekte sah. Der Grund: der Nebel ist ein sog. pre-PN (oder PPN) eine Vorstufe in der Sternentwicklung vor der richtigen PN-Phase. Diese Nebel sind typischerweise Reflexionsnebel und zeigen deshalb polarisiertes Kontinuums-Licht - sind also empfindlich auf Polfilter-Drehung und zeigen keine Verbesserung bei Einsatz der typischen UHC/OIII-Linienfilter !

    Der voll ausgeschriebene Gattungsname 'präplanetarischer Nebel' oder sogar 'protoplanetarischer Nebel' klingt allerdings nach 'Gaswolke bei der Planetenentstehung' und ist total irreführend (noch schlimmer irreführend als 'Planetarischer Nebel' schon per se). Tatsächlich geben Sterne auf dem asymptotischen Riesenast sehr viel Gas an ihre Umgebung als stellarer Wind ab. Dieses Gas wird dann beim Übergang in die PPN Phase vom (noch (!) relativ kühlen, 5000K) Zentralstern durch Jets angeregt (das führt zu der bipolaren Struktur) - allerdings in dieser Phase noch nicht ionisiert ! Dies liegt daran, dass die Effektiv-Temperatur des Sterns noch nicht hoch genug (30.000K) ist, um massiv UV-Photonen für die Ionisation zu erzeugen. Bei Wikipedia findet man weitere Details und Links zu PPNs und zum Egg Nebula.

    Der Egg Nebula ist also sicher ein lohnendes und auch relativ einfach auffindbares Objekt - ich würde schätzen auch für Teleskope in der 8-10" Klasse ! Daneben ist es auch ein Vertreter einer weiteren, besonderen Objektklasse (die die Sternentwicklung im HRD veranschaulicht) - etwas abseits vom normalen PN-Business.


    Feldgrösse 10 x 10', © STScI Digitized Sky Survey

    (3) Minkowski 2-9 -Butterfly Nebula (PN, Oph)

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    Dieser bi-polare Nebel ist erstaunlicherweise selbst in Guide 8.0 nicht verzeichnet, so dass ich mit der Karte auf dem Notebook lediglich die richtige Position suchen kann bei α = 17h 05m 37.95s δ = -10 08' 34.6" - das liegt in der südlichen Hälfte des grossen Ophiuchus-Sternrings. Der Stern HD155078 mit 5.5mag steht ca 70' in WSW davon.

    Und als ich die Position dann festgenagelt habe wird mir auch klar, warum Guide nichts verzeichnet. Das Ding ist sehr schwach (14.7mag). Ich sehe ihn nur indirekt und grenzwertig schwach - und absolut sicher bin ich mir der Sichtung nicht im Nachhinein - ich müsste es bei besserem Himmel nochmal verifizieren - ganz einfach weil ich nicht eindeutig genug einen flächigen PN gesehen habe... Da war etwas sehr schwaches, aber vielleicht war es auch eine schwache Sterngruppe in der Nachbarschaft ...?

    Auch Minkowski's Butterfly ist astrophysikalisch gesehen ein interessantes Objekt (Jets). Da ich hier aber leider recht wenig wirklich sehen konnte, will ich mich auch nicht kaprizieren und verweise mal auf einen Artikel beim guten alten Wikipedia. Beim nächsten Mal (mit besserem Himmel) muss ich es nochmal versuchen evtl...

    PS: In diesem CloudyNights Thread werden mit 20" durchaus positive Beobachtungen des Butterfly beschrieben - sogar mit Zentralstern + Details. Hier zitiert von Steve Gottlieb in CN:
    • '17.5" (7/9/99): picked up a low power but best viewed at 380x. The faint central star is cleanly resolved with two thin "jets" extending N-S, roughly 15" on either side of the star. The nebulosity dims slightly near the central star but is not detached. This unusual bi-polar object looks more similar to a fairly faint edge-on galaxy than a PN although the tips of the extensions do not noticeably taper. There was no noticeable response to either the OIII or UHC filters!'

    • '18" (6/20/04): viewed unfiltered at 323x which easily resolved the mag ~14.5 central star with two thin extensions oriented N-S, each perhaps 12"-15" in length. These jets dim near the central star or are barely detached. Intermittently, an extremely faint stellar knot was noticed near the tip of the northern extension.'

    Ich bin mittlerweile also unsicher ob ich doch die falsche Position erwischt habe... Also da capo next time !


    Feldgrösse 10 x 10', © STScI Digitized Sky Survey

    (4) Elephantenrüssel in NGC 6823 (DN, Cyg)

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    Als wäre ein Hardcore Objekt nicht genug - nun noch zum Elephantenrüssel in NGC 6823. Den hatte ich kürzlich beim 'Rumzappen' in Guide entdeckt (Guide enthält DSS Bilder von vielen Objekten) und gedacht 'hey das ist interessant' und 'wenn die Säulen der Schöpfung gehen, dann vielleicht auch das hier...'!

    Die Gegend kennt man hinlänglich. Der offene Sternhaufen NGC 6823 steht nur 3.5° W von M27 im Vulpecula, dem Füchslein. Das ist nur etwas mehr als 1 Gesichtfeld-Durchmesser zu schwenken im BigFinder. Auf halbem Weg von M27 kommt man auch noch am OC NGC 6830 vorbei. Das Ziel, den Sternhaufen NGC 6823 sieht man natürlich sofort beim Aufsuchen. Im Dob versuche ich anschliessend den umgebenden Nebel ausfindig zu machen - ohne Nebelfilter ist schonmal sehr sehr wenig zu sehen, angedeutet ja. Mit UHC wird der Nebel dann - aber doch recht diffus und schwach - sichtbar. Jetzt ist mikrobisches Starhopping gefragt: die Position will genau ausgemacht sein... Ca 7' NW des OC-Zentrums gibt es 3 Sterne, die wie auf einem Kreisbogen um NGC 6823 herum liegen. Genau durch das engere Sternpaar läuft (in radialer Richtung auf das OC-Zentrum zu) der Elefantenrüssel. Ich versuche es erst mit dem 13er Okular und UHC: bei indirektem Sehen und voller Konzentration kann ich das Ding tatsächlich gerade so sehen. Durch Hin-und Her-Bewegen wird er deutlicher, OK. Dann probiere ich noch 9mm und 5mm, aber es bringt absolut keinen Gewinn. Zurück zum 13mm, gerade noch reproduzierbar zu sehen. Es ist aber wirklich an der Grenze des Machbaren - zumindest (mit dem Himmel) heute und zumindest für meine Augen. Viel Spass, wenn sich jemand beim Nachbeobachten die Augen verrenken will :-) (Dann doch lieber die 'Pillars of Creation'...!)


    Feldgrösse 30 x 30', © STScI Digitized Sky Survey

    (5) Barnard's Galaxy NGC 6822 mit HII Regionen (Gx, Sgr)

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    Der Sommer ist Gasnebel- und Milchstrassenzeit: Lagunennebel, Trifidnebel, Adlernebel,... all diese Objekte sind praktisch nur jetzt sinnvoll zu beobachten, weil die Milchstasse und insbesondere ihr Zentrum im Süden kulminiert und damit ideal zu beobachten ist. Damit ist auch der Galaxienhintergrund von den Milchstrassenwolken und ihrer Extinktion (Staub) verdeckt. Auf Karten von Galaxiensurveys wie z.B. 2MASS sieht man deshalb einen Streifen praktisch ohne Galaxien, die sogenannte 'Zone of Avoidance' (natürlich genau in der Milchstrassenebene). Also beobachten wir im Moment eher keine Galaxien. Oder doch ?

    Barnard's Galaxy NGC 6822 liegt bei nur 18° galaktischer Breite 'direkt oberhalb' der Milchstrassenebene im Schützen. Man findet sie grob auf der Hälfte zwischen α Cap und ν Sgr, im nordöstlichen Teil des Sgr (Ausläuferarm der Sgr-Teekanne nach NO). Sie liegt grob auf einer Rektaszension mit Atair, nur eben 20° tiefer bei δ ~ -15°. Man kann sie deshalb eigentlich nur im Hochsommer in der Kulmination (α ~ 20h) vernünftig beobachten und auch dann braucht man gute Bedingungen (Südsicht, Himmel). Hinzu kommt, dass sie sehr geringe Flächenhelligkeit (siehe unten!) besitzt und sich nur wenig vom Himmel abhebt. Ich bin also gespannt ...

    Ich versuche genau die Kulmination zu treffen um Mitternacht MESZ, NGC 6822 steht jetzt bei ca 25° Elevation. Das Aufsuchen ist doch weniger schwierig als gedacht: ein 5.5mag Stern steht 40' entfernt, und ich fixiere die Position mit dem Bigfinder dann genau über einige 8-10mag Sterne. Ich kann die Galaxie bereits als schwache Aufhellung im Sucher (31mm Okular, 6mm AP) sehen, am besten natürlich bei leichter Bewegung des Teleskops (eine Technik die auch bei Dunkelnebeln sehr hilfreich ist). Im Dobson wird sie noch etwas deutlicher, solange man genug Feldgrösse (>30') behält (Durchmesser hellster Bereich von NGC 6822 ca 10'). Im Norden der Galaxie stehen zwei Sterne von etwa 12mag in O/W Richtung ca 4' separiert voneinander, die man schon im Übersichtsokular bemerkt. Etwas parallelverschoben dazu nach NW findet man - jetzt bei möglichst höherer Vergrösserung (13/9mm) - zwei prominente HII Gebiete von Barnard's Galaxy (auf dem DSS Bild fallen die beiden HII Regionen deutlich mehr ins Auge als die Sterne, visuell am Teleskop ist es umgekehrt). Sie sind zwar nicht offensichtlich aber im Dobson doch unschwierig zu sehen (sie sollten auch in einem 10" machbar sein bei gutem Himmel). Mit UHC Filter kommen sie ebenfalls passabel raus (sie sind also wirklich Linienstrahler), aber ich beobachte besser ohne Filter, weil das Licht insgesamt etwas knapp ist. Von Hubble (1925) stammen ihre Bezeichnungen Hubble X und Hubble V. Auch ein etwas weiter im W liegendes HII-Gebiet (Hubble III / Hubble I) probiere ich noch. Es ist allerdings nocheinmal deutlich schwächer und ich kann es - wenn überhaupt - nur unter Anstrengung grenzwertig sehen (Sichtung etwas unsicher, Verwechslung mit mehreren schwachen Sternen ?). Ansonsten sind Einzelsterne der Galaxie zwar theoretisch im Bereich von 16mag, aber ohne genau Identifikation geht hier in direkter Umgebung der Milchstrasse (Vordergrundsterne) natürlich nichts.

    Wie steht Barnard's Galaxy im Vergleich zu anderen Galaxien da, insbesondere innerhalb der Lokalen Gruppe ? Später im Bericht werden die wesentlichen Kennzahlen für M33 versus M31 und MW diskutiert (siehe auch im Anhang). Wegen ihrer geringen galaktischen Breite von nur b= -18° ist im Fall von NGC 6822 allerdings alles ein bisschen komplizierter. Wie alle anderen Galaxien der Lokalen Gruppe nimmt sie nicht am Hubble-Flow teil, weil sie ja an die Gruppe gebunden und damit von der kosmologischen Expansion abgekoppelt ist. Die Entfernungsbestimmung erfolgt deshalb vornehmlich mit Cepheiden. Deren Photometrie ist aber beeinflusst von Staub - sowohl in der Milchstrasse als auch innerhalb von Barnard's Galaxy selbst. Deshalb photometriert (= vornehm für: 'Misst die Helligkeit in einem bestimmten Filterband' :-) man die Cepeiden am besten im IR, wo Staubeffekte annähernd vernachlässigbar sind (McAlary et al. 1983). Hier einmal zur Illustration die Absorptionswerte (in mag) für NGC 6822 in den verschiedenen Filterbändern (aus NED, berechnet via Angaben aus Schlegel et al. 1998):

      Filterband   UBVRIJHKL'
      λ [A]  3400440054006500800012700167002220038100
      Abs [mag]  1.285 1.020 0.784 0.632 0.459 0.213 0.136 0.087 0.036

    Man sieht also, dass für NGC 6822 im Visuellen 0.8 mag des Lichts absorbiert werden - allein durch den Staub in der Milchstrasse ! Und man sieht auch, dass die blauen Filterbänder stärker geschwächt werden als die roten (oder infraroten), daher das Reddening ! Im IR (J und langwelliger) ist die Absorption gering bis vernachlässigbar. Die IR-Messungen der Cepheiden liefern einen Distanzmodul von (m-M) = 23.47mag (dieser Wert ist korrigiert für Absorption/Reddening), das entspricht 0.494 Mpc Entfernung zur Milchstrasse und ist somit nur ca halb so weit wie zu M31 oder M33 ! Deshalb kann man mit Geräten, die Grenzgrössen von 16-17mag erreichen, durchaus auf Pirsch nach Einzelsternen in NGC 6822 gehen (der Unterschied in der Entfernung vs M31 bringt uns 1mag bessere Detektionslimits als bei Andromeda). Staub-Probleme hat man auch bei der Bestimmung der totalen Leuchtkraft. Nach Herausrechnen der Absorptionseffekte (!) kommt man auf eine intrinsische scheinbare B-Helligkeit von mB = 8.4mag was mit dem Distanzmodul dann einer Leuchtkraft von MB = -15.1mag entspricht. (Wir visuellen/fotografischen Beobachter sehen allerdings die Absorption mit und sehen deshalb scheinbare Helligkeiten von mv = 9.1mag bzw. B = 9.8mag, Farbe: (B-V) = 0.7mag). Wer die typischen Werte für normale, grosse Galaxien nachsieht (siehe wieder bei M33 später oder im Anhang) erkennt: NGC 6822 ist wirklich eine Zwerggalaxie: 5mag weniger Leuchtkraft als etwa M31 (nur 1/100 der Leuchtkraft von Andromeda!). NGC 6822 ist sozusagen die 'Kleine Magellansche Wolke für die Nordhalbkugel' (tatsächlich ähneln sich die beiden physikalisch sehr).

    Interessant für Beobachter ist auch noch eine andere Messgrösse von NGC6822: ihr Kern erreicht eine maximale (!) Flächenhelligkeit von SBv = 21.4 mag/sas (SB = surface brightness, sas = square arcec). D.h. bei einer visuellen Himmelshelligkeit vom gleichen Wert kommen gleich viele Photonen pro Quadratbogensekunde vom Himmel wie vom Kern dieser Galaxie - der Kontrast wäre Objekt/Himmel = 1:1. Heute hatte ich zur Beobachtungszeit SBv, Himmel = 21.2 mag/sas. Der Kontrast war also schon schlechter ca. 0.8:1 (0.2mag sind grob 20%). Diese niedrige SB ist letztlich der Grund warum dieses Objekt so schwachen Kontrast bei schlechtem Himmel zeigt. Natürlich ist ein Objekt auch noch sichtbar, wenn es weniger Photonen emittiert als der Himmel (beides addiert sich ja am Himmel an der Stelle der Galaxie übereinander), aber der Kontrast Objekt/Himmel und die Wahrnehmbarkeit von Details wird eben immer schlechter. Auch daran sieht man, Galaxien - insbesondere schwache, oder auch deren Aussengebiete (siehe bei M33) - brauchen guten Himmel !

    In der Historie hat Barnard's Galaxy eine Rolle gespielt in der sog 'Great debate' zwischen Harlow Shapley und Heber Curtis über die wahre Natur der extragalaktischen Nebel (später hat Edwin Hubble s.u. das Problem gelöst). Wer mehr lesen über Theorie und Beobachtungen lesen möchte sei auf die ausgezeichneten Seiten von Reiner Vogel in Freiburg und Rich Jakiel in den USA verwiesen. Ausserdem ist auch das Originalpaper von Edwin Hubble (Hubble, 1925) 'NGC 6822, a remote stellar system' lesenswert.

    Eine Tabelle zum Vergleich der heute beobachteten Galaxien in der Lokalen Gruppe findet man rechts unten im Anhang.


    NGC 6822
    Im N sind die 3 prominentesten HII Gebiete
    (Hubble X, V und III/I, v.l.n.r.) zu erkennen
    Feldgrösse 30 x 30'
    © STScI Digitized Sky Survey

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    (6) Strukturen in M33 (Gx, Tri)

    CrossRef
                           
    Klasse, was M33 doch für eine tolle Spiralgalaxie ist - Sc face-on, tolle Spiralarme, riesig, laut Katalog mordshell, ausserdem im Spätsommer nach Mitternacht hoch am Himmel - ideal also ! Und was is ? Nix is. :-) M33 ist oft spröde ! M33 ist gross und ihre Photonen verteilen sich auf ein sehr grosses Areal (innerer Bereich ca 20'x20'). Die Flächenhelligkeit - soll heissen: Zahl der Photonen pro Quadratbogensekunde - ist also nicht besonders hoch. Wenn jetzt die Anzahl der Photonen die vom Himmel pro Quadratbogensekunde emittiert werden ähnlich gross ist (oder gar grösser), dann ist man eben als Beobachter frustriert: kaum Kontrast, man sieht wenig Struktur, wo sind die Spiralarme ? Wo sind all die Details, die das DSS-Komposit oben zeigt (dort ist der Beitrag des Himmels einfach im Rechner wegsubtrahiert) ? Deshalb ist die erste Grundregel für das visuelle Beobachten solcher Objekte: der Himmel muss so dunkel sein wie möglich (zur Kontrastmaximierung). Man darf sich aber auch nicht zu früh entmutigen lassen wie das weitere dann zeigt...


    Feldgrösse 30 x 30', © STScI Digitized Sky Survey


    Verglichen zu den besten Nächten die ich hatte, ist es heute nacht leider nicht wirklich optimal am KABR, der Himmel ist doch relativ hell (meist bis 21.2mag/sas - mir ist klar dass das für viele Kollegen aus den Ballungsgebieten schon ziemlich gute Verhältnisse sind, ja OK). Im Überblick (am Bigfinder und im Dob mit 20mm Okular mit 0.8° Feld) sieht man zwar vage die grobe Struktur von M33, aber eben nicht sehr viel mehr ... - zunächst ! Für die ganzen Details bohre (!) ich mal etwas in die Tiefe, vergrössere mal höher (13/9mm Okulare) und siehe da, man sieht doch wider die naive Erwartung mehr, wenn man auch leider nicht den Gesamtüberblick bewahren kann. Jetzt kommen die HII Regionen und Wolken mit jungen Sternen doch deutlich besser raus und man sieht einige Sternwolken mit neugebildeten Sternen. Man muss die Details aber eben abfahren und im Hirn zusammensetzen (oder sich dann beim nochmaligen, späteren Blick durch das Übersichtsokular an die Details erinnern, bzw man erkennt die Details dann auch in der Übersicht wieder).

    Welche Details gibt es also zu sehen ? Zunächst fällt der Kern von M33 auf - er ist kaum gepeakt. Das vergleiche man mal (am besten live!) direkt mit dem fast stellaren Kern von M31 (stark gepeakt) ! M33 ist eine richtige und relativ extreme Sc: der Bulge ist sehr schwach ausgeprägt und die Scheibe mit ihren Spiralarmen und den eingelagerten HII Regionen dominiert (M31 ist eine Sb, d.h. mehr Bulge relativ zur Scheibe). Dann erkennt man in einem Gesichtsfeld von mindestens 40' (20mm Okular) die (ich nenn sie mal so) '1+3 Struktur' der inneren (dominanten) Spiralarme. Die ist auch auf dem S/W-DSS Bild ganz gut zu erkennen (weil es nicht so stark für schwache FH bearbeitet ist wie das Farb-Komposit oben). Arm #1 weist vom Kern nach Norden und 'endet' bei einem hellen und grossen HII Gebiet mit eigener Hausnummer (NGC604 - ist auch in der Übersicht recht leicht zu sehen, wenn man es mal identifiziert hat). Nach Süden gehen 3 tendenziell kürzere Arme ab. Alle Arme sind so gebogen wie bei einem Feuerrad, das sich im Uhrzeigersinn dreht. Das alles kann man übrigens auch - bei gutem Himmel - in einem 8" gut erkennen (siehe mein Bericht vom 4.9.2005).

    Bei höheren Vergrösserungen erkennt man, dass einige helle Gebiete wohl auch HII Regionen (oder zumindest Gebiete mit vielen jungen Sternen) sind. Zusammen mit NGC 604 reihen sich entlang des einen nördlichen Spiralarms bogenförmig insgesamt 3 HII Regionen in Richtung W zum Kern hin auf (NGC604, IC143, IC142). Noch vor dem Kern schliesst sich daran dann ein weiterer Dreierreihe von HII Regionen Richtung W ab, deren Anordnung aber gegensätzlich gebogen ist (NGC595, NGC592, NGC588), wobei hier dann jede Region auf einem anderen Spiralarm liegt. Zusammen bilden diese 6 Gebiete also eine S-förmige Struktur. Den Zusammenhang mit den verschiedenen Spiralarmen erkennt man am besten natürlich auf dem DSS Bild (im Nachhinein oder mit der Karte am Teleskop) - hier fehlt es nun eben etwas an der optimalen Dunkelheit des Himmels. Visuell ist man hauptsächlich von der S-förmigen Anordnung dieser 6 HII-Gebiete frappiert. Der mittlere der 3 südlichen Arme biegt ausserdem sichtbar rechtwinklig, aber erst weit aussen, nach N um. Die Sternentstehungs-Gebiete entlang dieses Armendes markieren diesen Arm visuell aber recht gut. Der Arm endet bei dem letzten HII Gebiet des oben beschriebenen S.

    Zur Einordnung von M33 (siehe auch Anhang) sollte man sagen, dass sie zwar eine der 3 dominanten Galaxien (M31, MW, M33) der Lokalen Gruppe ist, aber dennoch dabei den Juniorpartner stellt. Sowohl M31 als auch die Milchstrasse (MW) sind recht massive Spiralgalaxien in der Klasse von MB = -20.3mag, M33 besitzt jedoch nur MB = -18.4mag, also ca 6x weniger Leuchtkraft. Ebenso die Durchmesser und Massen: M31 hat einen charakteristischen Durchmesser von 140.000 Lj (Masse ca. 1012 Msun) , MW hat 90.000 Lj (ähnliche Masse wie M31), M33 dagegen nur ca 55.000 Lj (Masse 5 x 1010 Msun). Die gegenseitige räumliche Orientierung zwischen MW, M31 und M33 innerhalb der Lokalen Gruppe findet man hier gut veranschaulicht. Diese Galaxien nehmen ja nicht am Hubble-Flow teil, d.h. die Galaxien sind aneinander gebunden und haben sich von der kosmologischen Expansion abgekoppelt. Somit kann man die Entfernung nicht - wie bei anderen Galaxien üblich - einfach aus der Redshift ableiten. Tatsächlich liegt die auf die Sonne bezogene Geschwindigkeit von M33 bei v = -179km/sec (M31: -300km/sec)., bezogen auf das galaktische Zentrum der MW bei v = -44km/sec (M31: -122km/sec). Sowohl M33 als auch M31 nähern sich also der Milchstrasse langsam (und zusammen fällt die ganze Lokale Gruppe auf den Virgo haufen runter). Die Entfernung zu M33 wird mit anderen Methoden gemessen, typischerweise mit der Lage von Einzelsternen im HRD oder mit Cepheiden (Freedman et.al., 1991): M33 steht mit 2.8 Mio Lj (0.86 Mpc) geringfügig weiter entfernt von der MW als M31 steht 2.5 Mio Lj (0.78 Mpc). Ihr Entfernungsmodul ist (m-M) = 24.7mag (M31: 24.5mag), somit sind Einzelsterne und Kugelsternhaufen (GC) in beiden Galaxien ähnlich schwer (oder leicht) zu sehen. Tatsächlich gibt es auch in M33 einige GCs zu beobachten für uns, aber das bleibt der nächsten guten Beobachtungsnacht vorbehalten, wie auch ein neuer Versuch zu meinem nächsten M33-Objekt...

    Eine Tabelle zum Vergleich der heute beobachteten Galaxien in der Lokalen Gruppe findet man unten im Anhang.

    (7) Einzelsterne in M33 (Gx-stars, Tri)

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    Wenn man sich den Entfernungsmodul von M33 ansieht (m-M = 24.7mag), zeigt sich, dass man sich mit der visuellen Beobachtung von Einzelsternen hier wohl schwer tun wird. In dieser Entfernung ist die Absoluthelligkeit eines hellen Sterns (oder jedes anderen Objekts) um genau diese 24.7mag erniedrigt. Mein Dob erfasst visuell Sterne bis mv = 17mag, d.h. die visuelle (!) Absoluthelligkeit eines Objekts in M33 muss Mv = -7.6mag übersteigen. Schaut man sich ein HRD an, so gibt es in diesem Bereich nicht mehr viel Sterne. Die für die Entfernungsmessung von M33 z.B. vielbemühten Cepheiden (Freedman et al., 1991) liegen typischerweise bei 1mag schwächeren Helligkeiten ab mv = 18mag (brauchen visuell also ein 1.6x grösseres Teleskop, D = 80cm aufwärts).

    Dennoch gibt es einige sehr wenige Kandidaten, die erreichbar sein könnten. Dies sind jedoch oft exotische (und damit seltene) und wegen ihrer extremen Leuchtkraft oft semi-stabile Sterne (Strahlungsdruck destabilisiert den Stern). Ich hatte mir für heute abend in M33 zwei Kandiaten rausgesucht und wollte also mein Glück versuchen... vielleichts hat's die Dinger ja auch schon längst zerrissen .... ? :-)

    Um die Story abzukürzen: ich hatte heute leider keinen Erfolg. Ich versuchte zwar nach allen Regeln der Kunst die Grenzgrösse voll auszunutzen (5mm Okular, dunkles Tuch über dem Kopf, genaue Position mit Aufsuchkarten pipapo), aber ich denke der Himmelshintergrund war einfach zu hell - gemessene 21.2mag/sas sind nunmal objektiv kein Top-Wert für Himmelshelligkeit. Im Südschwarzwald kann man sicherlich 21.6mag/sas erreichen (in den Alpen noch 'nen Kick mehr), wenn man Wetterglück (und gute Plätze) hat. Ein weiteres Problem ist natürlich, dass diese stellaren Objekte in der Scheibe von M33 stehen. Damit liegen sie nicht vor 'schwarzem' Himmelshintergrund sondern auch noch auf dem Background-Licht der Galaxie. Das macht die Detektion nochmal schwieriger. Auserdem kann es in solchen Fällen natürlich auch Probleme mit sog. Crowding geben (d.h. andere schwache Sterne stehen zu nah am Objekt). Aber diese Objekte sind insofern schon OK. Also werde ich es das nächste Mal (aber NUR WENN der Himmel deutlich besser ist, also SQM-Messung beachten !) nochmal versuchen und dann - hoffentlich erfolgreich - berichten ... Also bitte Daumen drücken ! :-)


    Feldgrösse 30 x 30', © STScI Digitized Sky Survey

    (8) Was Lockeres zum Schluss (IC 1396 + NGC 7000)

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    Irgendwie war das viele Gebohre (!) nach Details doch verdammt anstrengend. Ausserdem frage ich mich beim Anblick des jetzt um diese Uhrzeit richtig guten Himmels (ich messe kurz vor dem heimfahren 21.45mag/sas - endlich - aber eben zu spät - damn it !) ob ich nicht hätte einfach ein paar nette Objekte ansehen sollen, anstatt diesen astro-mikrobiologischen Wahnsinn abzuziehen. Also wenigstens zum Schluss jetzt noch ein paar echt lockere Objekte und heilsame Trostpflaster... (möglichst ohne jede Aufsuchkarte!)

    Aber nein, der gute Vorsatz zur lockeren Tour hält nicht lange: hatte ich nicht schon oft vergeblich IC1369 gesucht ? Steht gerade im Zenit, hm, hm ... Also versuchen wir's mal schnell noch mit dem BigFinder - das einzig richtige Instrument dafür mit 31mm und OIII ausgerüstet und vor allem 3.4° Feldgrösse ! - Ok ich seh ihn jetzt tatsächlich endlich, jap ! - ich finde aber, das Ding ist (und bleibt!) wirklich nicht besonders prominent. Toll ist er - zumindest bei dieser Müdigkleit um 2:30 Nachts - nicht mehr für mich... :-) Next time !


    Feldgrösse 30 x 30', © STScI Digitized Sky Survey


    Jetzt - nach dieser Nacht auf der Bohrplattform :-) - brauch ich nun aber wirklich was Leichtes, Nettes und Lockeres (so a la 'Schwimmt sogar in der Milchstrasse !' :-): NGC 7000 aka Nordamerika ... und wow ! und ahhh! : das Ding (bei 21.45mag/sas + im Zenit + f/5 + Nagler-Okular + bei dieser Feldgrösse) sieht im BigFinder und OIII heute wirklich aus wie auf einem Foto !!! - Superklasse ! Mit gut erkennbaren Hell- und Dunkel-Variationen im Nebel - wirklich fantastisch schön zu sehen.

    Der Anblick von Nordamerika, aber auch von Barnard's Galaxy und den M33 Wolken begleiten mich noch die ganzen 100km Heimweg und bis ins (wohlverdiente) Bett... (4:30 MESZ - gähn!).


    © P. Surma






    Anhang: Vergleich der Galaxien-Parameter

      Galaxie           Entf [kpc]    [Mio Lj]    (m-M)     MB         mB         mv         v [km/sec]   
      M31 780 2.54 24.5 -20.3 4.2 3.4 -122
      MW 0 0 - ~-20 - - 0
      M33 860 2.80 24.7 -18.4 6.3 5.7 -44
      N6822 494 1.61 23.5 -15.1 9.8
      (8.4)
      9.1 +43

    Bemerkungen:
    • Der in Klammern angegebene mB Wert entspricht der intrinsischen Helligkeit von NGC 6822 ohne Absorption und wurde für Berechnung der Absoluthelligkeit benutzt
    • Geschwindigkeiten sind auf das MW-Zentrum bezogen (Sonnenbewegung wurde auskorrigiert)
    • Entfernungen stammen aus Cepheiden-Photometrie (kein Hubble-Flow !)

Version: 02.12.2008
Initial: 15.09.2008
© 2008 by P. Surma