7. Woche - Messier 3, Kugelsternhaufen in den Jagdhunden

 -  Astrofoto der Woche  - 

Im Südbereich des Sternbilds Jagdhunde liegt knapp nördlich der Grenze zum Bärenhüter Messier 3, einer der prächtigsten Kugelsternhaufen des nördlichen Sternhimmels (kurz: M 3). Während die jungen Sterne in den Spiralarmen unserer Milchstraße als „Sterne der Population I“ bezeichnet werden, sind die Einzelsterne der galaktischen Kugelsternhaufen durchweg mehrere Milliarden Jahre alt und werden deswegen der Population II zugerechnet. Die ältesten Kugelsternhaufen erreichen ein Alter um 13 Milliarden Jahre. In diesem Zeitraum konnten sich die Haufensterne schon recht weit entwickeln. Das bedeutet: Ein sehr großer Teil der massereicheren Haufensterne hat bereits seinen zentralen Wasserstoff in Helium verwandelt und sich zu den sog. „Roten Riesen“ aufgebläht. In den jungen Offenen Sternhaufen kommen solche Roten Riesen in der Regel noch nicht vor oder erst nur vereinzelt, denn hier steckt die Sternentwicklung noch in den Kinderschuhen.

Alle Kugelsternhaufen bilden eine Wolke um die Milchstraße („Halo“) und bewegen sich innerhalb des Halos auf komplizierten Bahnen. Dabei tauchen sie im Laufe ihres Lebens auch wiederholt durch die Milchstraßenebene. Hierbei kann es zu herben Verlusten kommen: Aus dem Haufen werden zahlreiche Einzelsterne herausgelöst, die der Haufen dann wie ein Schweif hinter sich herzieht. Bei einigen uralten Kugelsternhaufen wie den „Palomar-Haufen“ ist das nachweisbar.

Ein durchschnittlicher galaktischer Kugelsternhaufen besitzt einige hunderttausend Einzelsterne, die größeren sogar bis in den Millionenbereich. Die echten Durchmesser liegen bei etwa 100 Lj. Im Zentrum stehen die Sterne sehr kompakt, nach außen hin nimmt die Sternendichte stetig ab und geht dann irgendwo kaum merkbar in den galaktischen Sternenuntergrund über. Genau deshalb ist es so schwer, eine äußere Grenze und damit einen Durchmesser für einen Kugelsternhaufen anzugeben. Wikipedia gibt für M 3 locker flockig 18 Bogenminuten an. Das macht die Wissenschaft aber nicht. Sie nennt erstens einen Kernradius, dazu zweitens einen Radius, bis zu dem die Hälfte der Sternenmasse erfassst ist und dann drittenss noch einen Gezeitenradius. Dieser bildet die Grenze, bis zu der die Sterne gravitativ an den Haufen gebunden sind. Jedoch werden (wie oben beschrieben) auch außerhalb des Gezeitenradius Sterne registriert, die sich aber allmählich vom Haufen lösen. Für M 3 beträgt dieser „tidal radius“ 38 Bogenminuten. Mit diesen drei Radien ist der Astrophysiker in der Lage, das exponentielle Helligkeitsprofil eines Kugelsternhaufens mathematisch zu beschreiben (King-Profil). Jetzt etwas, was jeder nachmachen kann: Misst man im aktuellen AdW aus, bis zu welcher Grenze die Sterne von M 3 sichtbar hinausreichen, so kommt man auf 14 Bogenminuten. Dies entspricht einem Durchmesser von 28 Bogenminuten. Demnach können weiter außen durchaus noch schwächere Haufensterne vorkommen.

M 3 hat eine scheinbare visuelle Helligkeit von 6,2 mag. Bei einer Entfernung von ca. 34000 Lj käme der im AdW sichtbare Haufendurchmesser auf 277 Lj. Das ist schon überdurchschnittlich viel (alle Angaben hier aus W.E. Harris, A catalog of parameters for globular clusters on the Milky Way, Astronom. Journal 112, 1487 (1996)).

Wir sehen im AdW (Norden oben, Osten links) eine Vielzahl von gelborangenen Roten Riesen und zahlreichen blauen Sternen. Weil sie blau sind, sind sie auch heiß, aber nicht jung, sondern uralt. Denn inzwischen fusionieren sie Helium zu schweren Elementen. Diese blauen Sterne nennt man BHB-Sterne (blue horizontal branch, Sterne des blauen Horizontalastes).

Patrick Hochleitner, Mitglied der Fachgruppe Astrofotografie, hat M 3 am 4. und 15. Januar 2015 in Nerpio/Spanien aufgenommen (remote). Das Teleskop ist ein 14-zölliger Newton mit f = 1333 mm. Mit einer CCD-Kamera FLI 8300 wurde folgendermaßen belichtet: 42 x 2 min (L), 17/17/15 x 2,5 min (RGB). Die erreichte Sterngrenzgröße kommt auf etwa V = 22,5 mag. Alle Achtung!

Koordinaten J2000.0:

RA = 13 h 42 min 12 s, DE = +28° 22´ 38´´

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