Beobachtungstipp im März 2007

Wenn es eine Hitliste der beliebtesten astronomischen Objekte gäbe, dann wäre die Galaxie Messier 51 wohl unter den Top-Ten. Es vergeht wohl kaum eine klare Frühjahrsnacht, an der kein Sterngucker sein Teleskop in Richtung des schwachen Nebelchens schwenkt und versucht die feinsten Strukturen des Nebels zu erkennen. Andererseits findet man viele, viele Aufnahmen des Nebels, sowohl aus der Zeit der Anfänge der Astrofotographie als auch vom Hubble Space Telescope (HST). Unzählige Amateuraufnahmen findet man in den Weiten des Internets. Die meisten von ihnen übertreffen die Bilder vergangener Generationen in der Qualität bei weitem - ein Verdienst der modernen Digitaltechnik und der Qualität der astronomischen Ausrüstung.

Der Erste, der je sein Teleskop auf den Nebel richtete, war kein geringerer als der Kometenentdecker Charles Messier. Am 13. Oktober 1773 suchte der Franzose den Kometen von 1773 auf und fand dabei einen kleinen Nebelfleck. Sein kleines 3,5 füßiges Refraktorteleskop zeigte einen doppelten Nebel mit zwei leuchtenden Zentren. Das kleine Teleskop hatte eine Öffnung von etwa 10cm und eine Brennweite von etwas über einen Meter - ein Gerät, das von den meisten heutigen Amateurteleskopen in den Schatten gestellt wird. Der irische Astronom Earl of Rosse beobachtete den Nebel mit seinem großen Teleskop in Parsontown und fertigte im Jahre 1850 die erste Zeichnung des Nebels an. Erstaunlicherweise erkannte der erfahrene Beobachter keine Spiralarme. Die Spiralarme wurden zu allererst von John Herschel beschrieben, der den Nebel in seinem 18-Zöller beäugte. Die Entdeckung von Spiralarmen war im 19. Jahrhundert von größtem Interesse, denn sie wurden als Bestätigung der Nebular-Hypothese angesehen. Viele Astronomen erlagen damals der Überzeugung, dass die nebeligen Objekte entstehende Sonnensysteme sind. Die führenden Köpfe, unter ihnen, der Astronom Laplace und der Philosoph Immanuel Kant, nahmen an, dass das Sonnensystem aus einer rotierenden Gaswolke entstanden ist. Während Laplace die Nebel für entstehende Sonnensysteme hielt, vermutete der Königsberger Denker Kant eigenständige Milchstraßensysteme in den Nebeln.

Erst nach 1923 wurden die Nebel als entfernte Milchstraßensysteme erkannt und das Bild vom Universum revolutioniert. Messier 51 ist also kein Sonnensystem in Entstehung, sondern eine riesige Spiralgalaxie, deren Distanz mit modernen Methoden auf 30 Mio. Lichtjahre bestimmt wurde. Der scheinbare Durchmesser von 10 Bogenminuten, immerhin ein drittel des Monddurchmessers, entspricht in dieser Distanz einer wahren Ausdehnung von 90.000 Lichtjahren. Wie schon erwähnt, verfügt die Galaxie über eine sehr ausgeprägte Spiralstruktur. Diese ist in heutigen Amateurteleskopen bereits sichtbar. Wir verdanken diesen Anblick auch der räumlichen Lage der Galaxie. Wir schauen nämlich ziemlich genau auf die Scheibe der Galaxie.

Die Galaxie wirkt in den Okularen großer Teleskope wie ein Strudel, daher wird sie auch als Whirlpool-Galaxie oder Strudelgalaxie bezeichnet. Die Erkennbarkeit der Spiralstruktur hängt dabei nicht mal in erster Linie von der Größe des Teleskops ab. Ein transparenter Himmel ist entscheidend für die erfolgreiche Beobachtung. Unter guten Bedingungen ist die Spiralstruktur bereits im "Achtzöller" zu erkennen. Bei leichtem Dunst fällt es sogar im 16-Zoll Teleskop schwer, den himmlischen Whirlpool zu erkennen.

Relativ leicht zu erkennen ist hingegen die Begleitgalaxie von M51. Der Nebel, der zwar keine eigene Messier-Nummer besitzt, wird im NGC-Katalog mit der Nummer 5195 geführt obwohl er schon von Charles Messier beschrieben wurde. Die Galaxie liegt einige Millionen Lichtjahre hinter der Whirlpool-Galaxie. Dennoch gibt es eine Materiebrücke zwischen den beiden Galaxien. Wir betrachten somit ein wechselwirkendes Galaxienpaar. Interessant dabei ist die unterschiedliche Färbung der Galaxien. Auf Fotographien scheint die Galaxie NGC 5195 rötlicher als der große Nebel M51, der im NGC-Katalog mit der Nummer 5194 bezeichnet wird. M51 zeigt ein gelbliches Zentrum, dass von offensichtlich röteren Sternen dominiert wird. Es sind Sterne der Population I, die als verhältnismäßig alt gelten, da in ihnen nur noch wenige schwere Elemente zu finden sind. Im Zentrum befindet sich das zentrale Schwarze Loch. Die Spiralarme leuchten jedoch blau, wobei man auf den Fotographien auch rot leuchtende Wasserstoffgebiete erkennen kann. Die Masse der Galaxie wird auf etwa 160 Milliarden Sonnenmassen geschätzt.

Wir sind Zeuge eines aktiven Galaxienlebens denn wir betrachten in den Spiralarmen junge heiße Sterne und riesige "HII"-Regionen, in denen heute noch Sterne entstehen. Die Entwicklung der Galaxie ist, ebenso wie in unserer Galaxie, der Milchstraße, noch nicht abgeschlossen. Der Begleiter NGC 5195 wird als irreguläre Galaxie eingestuft. Der Astronom G. R. Burbridge klassifizierte die Galaxie als "S0"-System, einem Zwischenstadium zwischen einer elliptischen Galaxie und einer Spiralgalaxie. Auffällig sind die ausgeprägten Staubgebiete, die den Begleiter durchziehen. Die Galaxie ist jedoch sehr durch seinen großen Begleiter beeinflusst. Man entdeckte eine Materiebrücke, über welche die kleinere Galaxie Materie an die große Spiralgalaxie NGC 5194 abgibt. Die Radialgeschwindigkeiten der beiden Galaxien sind vergleichbar, 460km/s bei NGC 5194 und 527km/s für NGC 5195. Die Radialgeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich die Galaxien von uns entfernen und spielt eine wichtige Rolle bei der Entfernungsbestimmung. Nach der "Hubble-Beziehung" ist die Geschwindigkeit in einem expandierenden Universum umso größer, je weiter die Galaxie entfernt ist. Die Geschwindigkeit von Galaxien ist durch die Dopplerverschiebung sehr genau zu ermitteln. Allerdings besteht noch Unklarheit über die Hubble-Konstante, die die Expansionsgeschwindigkeit des Universums angibt. Zudem ist davon auszugehen, dass die Geschwindigkeit der Galaxien nur zum Teil durch die Expansion des Universums bestimmt ist. Die Galaxien besitzen in der Regel Eigengeschwindigkeiten, die nicht getrennt von der Expansionsrotverschiebung ermittelt werden können.

Whirlpool-Galaxie M51

Wo findet man die Whirlpool-Galaxie eigentlich? Die Galaxie befindet sich im Sternbild Jagdhunde. Sie ist somit im Frühjahr besonders gut zu beobachten. Wer kein computergesteuertes Teleskop nutzt oder mit Teilkreisen arbeitet, der kann folgendermaßen vorgehen.

Man verbindet die Sterne "Alkaid" im Großen Bären (das ist der vordere Deichselstern) mit "Cor Caroli", dem Hauptstern der Jagdhunde. Nun wandert man langsam von "Alkaid" etwa 3° in Richtung "Cor Caroli". Dabei kommt ein Stern 7. Größe ins Gesichtsfeld eines Fernglases oder eines Sucherfernglases. Etwa 20 Bogenminuten westlich davon, also weniger als eine Vollmondbreite, befindet sich M51. Der Nebel kann bei guten Bedingungen bereits im Feldstecher als nebeliges Fleckchen gesichtet werden. Im kleinen Teleskop sind bereits zwei Nebelchen zu erkennen. Um die Spiralstruktur deuten zu können, müssen allerdings dann schon Teleskope jenseits von 8-Zoll Öffnung eingesetzt werden.

Hier noch schnell die Daten von M51:

Messier 51, NGC 5194, Spiralgalaxie-Typ "Sbc",

RA: 13 29 52,6 (J2000) Dec: +47° 11' 42", Canes Venatici

Helligkeit: 8,9 Mag, assoziiert mit der Galaxie NGC 5195.

Clear Skies,
Christian Overhaus