7. Woche - Sh2-171 und sein anregendes Zentrum Berkeley 59

 -  Astrofoto der Woche
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Das Sternbild Cepheus ist astronomisch gesehen sehr objektreich. An der Grenze zur Cassiopeia liegt der Emissionsnebel NGC 7822, der auch als Sh2-171 katalogisiert wird. Das heutige AdW zeigt ihn als Falschfarbenbild, eingeschickt von Edmund Georgii. Die Aufnahmeserie entstand in der Zeit vom 19.11 - 20.11.2021 bei 98% Mond in Landos (Frankreich) bei einer Himmelsqualität Bortle 3-4 auf 1100 m Höhe. Als Teleskop verwendete der Bildautor ein Takahashi Epsilon 180 mm f/2,8, dazu eine gekühlte Farbkamera ZWO ASI6200MM Pro. Verwendet wurden Astrodon RGB-Filter, dazu Astrodon-Schmalbandfilter für Hα, [SII] und [OIII] mit jeweils 5 nm Halbwertbreite. Die Belichtungszeit betrug für die Schmalbandaufnahmen in Summe 6 h, dazu 30 min für RGB. Alle Schmalbanddaten wurden im Rahmen von PixInsight mittels einer speziellen Formel aus Pixelmath verarbeitet, so dass nicht die typische Farbwirkung gemäß der Hubble-Palette entstand, insbesondere fehlt das Grün für Hα. Dazu noch Näheres in den Anmerkungen. Weiterhin beschreibt Edmund Georgii seinen Workflow: (a) Stacking der Einzelbilder in PixInsight, (b) Sterne mit Starnet in PixInsight entfernen, (c) Kombination der Kanäle mit der o.g. speziellen Formel, (d) in Photoshop wird dann das [SII]Hα[OIII]-Bild farblich nach den üblichen Methoden angepasst, (e) die Sterne wurden dann aus den RGB-Aufnahmen nach der fotometrischen Kalibrierung in das [SII]Hα[OIII]-Bild eingefügt. Zur Orientierung: Norden liegt auf 11 Uhr, der Bildmaßstab beträgt 3,095''/px und das Bildfeld misst 3° 53' x 2° 37'.

Wir sehen im heutigen AdW den größten Teil des gesamten Nebelkomplexes. Im Zusatzbild aus dem Himmelsatlas Aladin wird deutlich, dass die komplette HII-Region nach Süden hin noch durch den kleinen, rundlichen Nebelfleck Sh2-170 zu einem Fragezeichen ergänzt wird – ein Versuch mit größerem Bildwinkel dürfte interessant sein. Gehen wir jetzt ins Zentrum des Nebels. Dort liegt in der Bildmitte der Sternhaufen Berkeley 59 bei den Pixelkoordinaten (2170/1550). Dazu bitte das Originalbild herunterladen (siehe unten). Der Sternhaufen bringt das umgebende Gas zur Emission, aber nicht nur das blau leuchtenden Zentrum, wo die „verbotene [OIII]-Emission“ am stärksten leuchtet. Auch der weite, umgebende rote Nebelbogen wird von Berkeley 59 angeregt. Zwei heiße, massive O-Sterne sind dafür verantwortlich: BD+66°1674 mit 10,67 mag und BD+66°1675 mit 10,16 mag. Berkeley 59 ist rund 1000 pc (3260 Lj) entfernt und hat ein Alter von 1,8 Mio. Jahren (Panwar et al., 2018). Das kann man als extrem jung bezeichnen. Am Ort des Sternhaufens herrscht eine starke Absorption von ca. 4 mag, d.h. ohne die absorbierende Materie im Vordergrund wäre Berkeley 59 mit seinen vielen Einzelsternen durchschnittlich 4 mag heller. Dann wären die beiden eng benachbarten O-Sterne für visuelle Beobachter als ein 6-mag-Stern sichtbar. Klar sein dürfte: Wenn der Sternhaufen als anregende Quelle 3260 Lj entfernt ist, dann auch Sh2-171.

Eine HII-Region entsteht niemals aus dem Nichts, es muss stets eine entsprechende Menge an Staub, neutralem Wasserstoff und molekularem Gas vorliegen – sonst hätte erstens Berkeley 59 nicht entstehen können und zweitens wäre sonst ja nichts da, was ionisiert werden kann. Hier ist es eine riesige Molekülwolke, in der Sh2-171 steckt (Y. Ma et al., 2021). Diese Molekülwolke ist mit einer Menge an fleckig verteiltem Staub verbunden, der den Emissionsnebel unregelmäßig überdeckt. Der rot leuchtende Nebelbereich unterhalb des blauen Zentrums ist der helle Rand eines Loches. Hier blicken wir durch die Staubmassen in den Raum dahinter. Man muss sich den Anblick so vorstellen: Der gesamte dunkle Bildbereich ist der Staub im näher liegenden Vordergrund, räumlich tiefer liegt der blaue Lochbereich hinter (!) der Molekülwolke. Im Lochbereich wird die Molekülwolke von innen her durch die enorme Energie der jungen, heißen Sterne von Berkeley 59 angegriffen und zerfetzt. Vielfach bleiben dann die so genannten „Pfeiler“ (engl. pilars) oder „Elefantenrüssel“ aus dichtem molekularem Material über eine längere Zeit stehen, bis aber auch sie schließlich der Strahlungskraft nachgeben müssen und sich auflösen. Wer jetzt im Originalbild in das Grenzgebiet zwischen blauem und rotem Licht hineinzoomt, erkennt zahlreiche solcher rüsselähnlichen Gebilde. Sie zeigen alle auf den Sternhaufen Berkely 59 als den ursächlichen Formgeber.

Ein schöner offener Sternhaufen soll noch erwähnt werden: bei (2985/235) liegt NGC 7762. Er ist 3250 Lichtjahre entfernt. Ein Großteil seiner hellen Sterne kommt auf etwa 12 bis 14 mag. Rechts neben NGC 7762 steht ein heller blauer Stern – HD 223274. Der 5 mag helle A1-Stern steht mit 312 Lichtjahren Entfernung rund 10-mal näher als NGC 7762.

Anmerkungen: Das aktuelle AdW ist eine Falschfarbenaufnahme mit [OIII]-, Hα-, [SII]- und kurz belichteter RGB-Filterung, wobei das Bildresultat im Gegensatz zur bekannten Hubble-Palette das Hα-Leuchten nicht in grüner, sondern in einer natürlicher wirkenden roten Farbe zeigt. Diese Art der Darstellung war für Edmund Georgii sehr wichtig. Er möchte uns zeigen, dass auch bei ungünstigen Bedingungen (hier bei fast Vollmond, außerdem bei störendem aufgehelltem Nachthimmel) mittels Schmalbandfilterung ansprechende Aufnahmen der Emissionsnebel gelingen. Das ist ihm gelungen. Die dabei verwendete Vorgehensweise ist auf folgender Webseite beschrieben. Es gilt:

Sii/Ha/Oiii:   (eine seltsame Schreibweise)
R = (Oiii^~Oiii)*Sii + ~(Oiii^~Oiii)*Ha
G = ((Oiii*Ha)^~(Oiii*Ha))*Ha + ~((Oiii*Ha)^~(Oiii*Ha))*Oiii
B = Oiii

Ich schildere dazu jetzt mein persönliches Empfinden. Dass die Emissionen nicht Oiii oder Sii, sondern [OIII] und [SII] heißen und dass dahinter astronomische Definitionen stecken, geht am Ende der Webseite in der anschließenden Mailfolge und Diskussion der Nutzer absolut unter. Die verwendeten „dynamischen Operatoren“ wurden für meine Begriffe ohne astronomischen Bezug gewählt. Sie bleiben für mich genauso fragwürdig wie die rein manipulative Mischung von Emissionslinien. Ein PixInsight-Anwender wird den Formeln rein händisch durchaus folgen können. Die verwendeten Operationen wie etwa die Multiplikation von [OIII]-Daten mit Hα-Daten erzeugen aus astronomischer Sicht nur Fragezeichen in meinem Kopf. Was soll diese Datentransformation objektbezogen astronomisch bewirken? Es wäre schön, wenn man gerade dazu ein paar sinnvolle Überlegungen mitbekäme.

Der Bildautor auf der anderen Seite hat als reiner PI-Nutzer die Formeln lediglich angewendet, ihren Hintergrund hat er – wie er mir selbst schrieb – auch nicht verstanden. Daher also keinerlei Vorwurf an ihn, sondern ihm vielen Dank vom AdW-Team für dieses recht interessante Bild. Und natürlich unsere Gratulation zum Astrofoto der Woche!

 

Peter Riepe
Bildautor: Edmund Georgii

 

Objektkoordinaten von Berkeley 59 (J2000):
RA = 00 h 02 min 17 s, Dec = +67° 26' 28''

 

 

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