35. Woche - Das Galaxienpaar NGC 4631 und NGC 4656

 -  Astrofoto der Woche
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Im Sternbild Jagdhunde (Canes Venaticii, CVn) liegen sich zwei Galaxien recht nahe: NGC 4631, auch als „Wal- oder Heringsgalaxie“ bekannt, dazu NGC 4656/7, der „Hockeyschläger“. Thomas Wahl, Mitglied der VdS-Fachgruppe Astrofotografie, nahm die beiden Galaxien am 27.04. und 07.05.2022 an seiner Sternwarte in Oer-Erkenschwick auf. Dazu verwendete er einen Newton-Reflektor (Eigenbau) mit 350 mm Öffnung. Für die Fotografie ergibt ein 2-Zoll-Korrektor von ASA eine Brennweite von 1170 mm, also ein Öffnungsverhältnis 1:3,3. Eine ZWO ASI1600MM Pro (mono) kam als CMOS-Kamera zum Einsatz. Belichtet wurde 40 x 240 s für die Luminanz und jeweils 8 x 240 s für R, G und B. Alle Filter sind von Baader. Die exakte Nachführung wird über einen Autoguider des Typs Starlight Xpress Lodestar am Off-Axis-Guider kontrolliert. Der hier im AdW direkt gemessene Bildmaßstab beträgt 0,639"/px. So ergibt sich ein Bildfeld von 47,3' x 35,5', Norden liegt oben, Osten links.

Die Entfernung von NGC 4631 ist in der Fachliteratur sehr uneinheitlich. Die Ursachen für solche Streuungen wurden hier schon des öfteren besprochen. In der NASA Extragalactic Database variieren die Messwerte von 10,4 Mio. bis zu 24,8 Mio. Lichtjahren. Neuere Messwerte aus den Jahren nach 2000 tendieren jedoch klar zu der höheren Grenze. Im heutigen AdW soll ein Wert von 7,5 Mpc (24,45 Mio. Lj) angenommen werden, gemäß Tanaka et al. (2015). Auch für NGC 4656 liegen starke Streuungen in den Entfernungsangaben vor. Da aber die Radialgeschwindigkeiten von NGC 4631 und NGC 4556 sehr ähnlich sind (614 km/s bzw. 649 km/s), darf man getrost von einer etwa gleichen Entfernung beider Galaxien ausgehen. Das ergibt auch einen Sinn, denn beide zeigen eindeutige Kennzeichen einer starken Wechselwirkung. Und die tritt nur dann ein, wenn sich beide recht nahe stehen.

Was lässt sich vom Bild her in beiden Galaxien erkennen? Im AdW selbst zeigt NGC 4631 bis in die schwachen Außenbereiche eine Ausdehnung von 15,6' Länge. NGC 4656 ist mit 13,4' ein wenig kleiner. Das bedeutet ca. 110.000 Lj wahre Größe für die SBcd-Galaxie NGC 4631 und 95.000 Lj für NGC 4656 mit dem Typ SBm (eine magellansche Balkenspirale). Der gekrümmte Bereich am Nordostende des Hockeyschlägers hat eine eigene Katalognummer, nämlich mit NGC 4657, weil der Entdecker W. Herschel hier einen separaten Nebel wahrgenommen hatte. Von hier aus verläuft weiter nach Nordosten ein schwacher Fortsatz: ein verzogener Spiralarm? E in Gezeitenschweif? Er lässt NGC 4656 noch größer werden. Die Galaxientypen bekommt man übrigens (neben anderen Galaxiendaten) sehr schön aufbereitet im Revised New General Catalogue and Index Catalogue von Wolfgang Steinicke. Dort kann eine EXCEL-Liste mit Galaxiendaten heruntergeladen werden, dazu auch eine Erläuterungsdatei. 

Die edge-on-Galaxie NGC 4631 besitzt einen verdickten, gelben Bulge. Insbesondere vor diesem gelben Licht heben sich die dunklen Staubwolken in der äquatorialen Ebene kontrastreich ab. Die Kantenlage zeigt, dass die Farbe der Sterne in den Spiralarmen blau ist. Hier erkennt man auch blaue Knoten – Sternentstehungsgebiete und Assoziationen. Wo junge Sterne entstehen konnten, haben sich im gesamten Galaxienbereich auch zahlreiche HII-Regionen gebildet. Kein Zweifel, die Sternentstehung wurde durch die Wechselwirkung mit NGC 4656 angekurbelt (der Astronom sagt „getriggert“). Messen wir jetzt einmal die große HII-Region bei den Pixelkoordinaten (3037/480). Um Pixelkoordinaten generell hier nachverfolgen zu können, bitte das Originalbild herunterladen und in einem Programm mit Pixelanzeige des Cursors anschauen. Diese HII-Region hat 28 Pixel Ausdehnung, das sind mit dem oben genannten Bildmaßstab ~18''. Und in der Distanz von 24,4 Mio. Lj entspricht das einer wahren Ausdehnung von ~2100 Lichtjahren. Das ist größer als der riesige Tarantelnebel in der Großen Magellanschen Wolke! Daher nennt man solch gigantische HII-Regionen auch mit einem englischsprachigen Begriff „giant extragalactic HII regions“ (GEHRs).

NGC 4656 hingegen zeigt keine besonders imposante Erscheinungsform. Es fehlt ein Bulge, so dass man eher an eine irreguläre Galaxie denkt. Zwar gibt es auch blaue Knoten der Sternentstehung, es sind aber deutlich weniger als in der großen Nachbargalaxie. NGC 4656/57 ist im Nordostbereich auffallend heller. Hier ist die Sternentstehung offensichtlich viel kräftiger abgelaufen, Es fehlen jedoch HII-Regionen in der Zahl und in der Leuchtkraft wie bei NGC 4631.

Jetzt noch ein paar Hinweise auf kleine Galaxien aus dem System NGC 4631/4656. Direkt nördlich von NGC 4631 bei (3487/315) liegt NGC 4627. Die Radialgeschwindigkeit von 812 km/s zeigt, dass im Rahmen der natürlichen Streuungen NGC 4627 ein Begleiter von NGC 4631 ist. Wer genau hinschaut, erkennt eine gravitativ bedingte Verformung des Zwergs, einen Schweifansatz, der die Zugehörigkeit zu NGC 4631 untermauert. Bei (1798/840) erkennt man einen weiteren möglichen Begleiter von NGC 4631 mit der Katalogbezeichnung [TCK2017] HSC-6. Die Buchstaben geben die Initiale der japanischen Entdecker aus 2017 wieder: Tanaka, Chiba, Komiyama. Die ca. 17 mag helle Zwerggalaxie wurde als sechstes Objekt am Subaru-Teleskop mittels der Hyper Suprime-Cam aufgezeichnet, daher HSC-6. Insgesamt wurden 12 mögliche Begleiter gefunden – neue und bereits bekannte. Ganz nahe an einem hellen Stern erkennt man bei (2150/794) die Galaxie LEDA 42772. Sie gilt als irregulärer Zwerg und wird wegen ihrer Radialgeschwindigkeit von 901 km/s ebenfalls der Gruppe um NGC 4631/4656 zugerechnet. Es gibt noch einige weitere neue mögliche Begleiter, die aber hier im AdW wegen ihrer Lichtschwäche nicht abgebildet sind. Ebenfalls nicht abgebildet sind die beiden Sternströme von NGC 4631 plus drei neu entdeckte mögliche Begleiter von NGC 4631, die unsere TBG-Gruppe der VdS-Fachgruppe Astrofotografie bereits 2014 als Preprint publiziert hat, zusammen mit Prof. Igor Karachentsev. Dazu siehe auch unser Zusatzbild, welches eine Ko-Produktion der Autoren Fabian Neyer, Robert Pölzl und Dirk Baautzmann darstellt.

Anmerkungen: Die Aufnahmeserie zu NGC 4631 und NGC 4656 entstand in Oer-Erkenschwick am Nordrand des Ruhrgebiets, wo die Lichtverschmutzung beträchtlich ist. Insofern hat Thomas Wahl ein sehr schönes Ergebnis erzielt. Die gewählte Kamera verfügt über sehr feine Pixel von 3,6 μm. Da die feinsten Sternchen in NGC 4631 ca. 3 Pixel als FWHM haben (nach Bildbearbeitung), messen sie 3 x 0,639'' ≈ 1,9''. Damit ist das Nyquist-Kriterium gut erfüllt (2 bis 3 Pixel pro Seeing-Scheibchen) und es liegt kein Oversampling vor.

Das AdW-Team bedankt sich für dieses schöne Astro-Motiv und gratuliert Thomas Wahl herzlich zum Astrofoto der Woche!

 

Peter Riepe
Bildautor: Thomas Wahl

 

Koordinaten der Bildmitte:
RA = 12 h 43 min 03,1 s, DE = +32° 20' 08''

 

 

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