31. Woche -  Ein Gezeitenschweif bei NGC 3628

 -  Astrofoto der Woche  - 

Markus Blauensteiner und Günter Kerschhuber zeigen uns heute die Spiralgalaxie NGC 3628 (Typ Sb pec edge-on). Sie bildet mit ihren direkten Nachbarn M 65 und M 66 das bekannte „Leo-Triplett“ (engl. Leo triplet). Die lang belichtete Aufnahme (Norden oben, Osten links) zeigt ein Feld von 39,5' x 30,5' mit einer Auflösung von ca. 3 arcsec. Man erkennt viele Details in der galaktischen Ebene, so den braunen Staubgürtel, blaue Sternentstehungsgebiete, eine Menge an Dunkelnebeln und einige rote HII-Regionen. Dabei wurden keine farblichen Übertreibungen vorgenommen, denn bestimmt hätten die Bildautoren mittels Hα-Filterung die HII-Regionen noch farbstärker herausarbeiten können. Was auch klar erkennbar wird: Der im Vordergrund liegende Spiralarm ist deutlich gegenüber der galaktischen Scheibe nach Süden verbogen und wir sehen zwei diskrete Staubebenen. Im AdW bilden sie einen Winkel von 11°. Die Enden von NGC 3628 im Westen und Osten laufen sehr breit und diffus aus. Als Gesamtlänge für die Galaxie lässt sich aus dem Bild 15,2' bestimmen. Wieder einmal ist das mehr, als man in den üblichen Datenbanken liest. Interessant ist auch die kleine, lichtschwache Begleitgalaxie 2,3' südlich des Kerns von NGC 3628. Es handelt sich um den Zwerg [HKK2009] dJ1120+1332, einen erst 2009 von Huchtmeier, Karachentsev und Karachentseva identifizierten Begleiter von NGC 3628.

Die Entfernung der verbogenen Galaxie, die im Arp-Katalog die Nr. 317C trägt, wird sehr unterschiedlich bewertet. De Vaucouleurs (1975) gibt für das gesamte Leo-Triplett 6,7 Mpc an, während sich Sandage und Tammann (1975) auf 23,4 Mpc festlegen. In der NASA Extragalactic Database lesen wir von 10,892 Mpc als Mittelwert verschiedener Publikationen. Und im bekannten Catalog & Atlas of the LV Galaxies steht 8,32 Mpc für M 66. Jennings und Kollegen reden bei NGC 3628 von 10,9 Mpc, was hier dann auch gelten soll. Das alles zeigt uns, dass die oft auf Webseiten gefundenen Angaben wie „Die Galaxie hat 24 Mio. Lj Entfernung“ sehr relativiert werden müssen.

Östlich von NGC 3628 erstreckt sich ein optisch äußerst lichtschwacher Gezeitenschweif (tidal plume = Gezeitenfeder). Wir sehen hier im AdW den hellsten Bereich. Der Schweif wurde 1974 von Kormendy & Bahcall entdeckt. Vier Jahre später fand A.H. Rots heraus, dass der Schweif deckungsgleich mit einem Ausläufer aus neutralem Wasserstoff (HI) ist. Bestätigung kam durch M. Haynes et al. (1979). Noch tiefere Aufnahmen als das aktuelle AdW zeigen den Gezeitenschweif etwa 2,5-mal so lang wie NGC 3628 selbst. Das entspricht in der Entfernung von NGC 3628 etwa 120 kpc bzw. 390.000 Lj. Der Gezeitenschweif wurde 1991 von Hughes et al. auch im fernen Infrarot (FIR) entdeckt. Er tritt hauptsächlich bei 100 μm hervor und wird durch erwärmten Staub hervorgerufen.

Modellrechnungen von Toomre (1977) und Rots (1978) ergaben, dass der Gezeitenschweif wie folgt rein gravitativ erklärt werden kann: Vor etwa 800 Mio. Jahren ereignete sich eine nahe Begegnung, bei der M 66 auf einer parabelförmigen Bahn bis auf 25 kpc an NGC 3628 herankam. Dabei wurde NGC 3628 interstellares Material entrissen und formt nun den Gezeitenschweif. Auch M 66 wurde in Mitleidenschaft gezogen - aber das steht hier nicht zur Diskussion. Heute darf man davon ausgehen, dass die drei Galaxien des Leo-Tripletts miteinander wechselwirken. Neutraler Wasserstoff wurde auch zwischen M 66 und NGC 3628 entdeckt (Rots 1978). Dafür wurde fotografisch allerdings noch kein optisches Gegenstück gefunden.

Eine zweite Theorie besagt, dass der Gezeitenschweif ein Sternenstrom sein könnte, also der Rest einer von NGC 3628 „verspeisten“ Zwerggalaxie. Einen Beweis dafür glauben Jennings et al. (2015) erbracht zu haben. Sie fanden im hellsten Teil des Gezeitenschweifs einen kleinen Klumpen, der früher als „ultracompact dwarf“ bezeichnet wurde, der jetzt aber von der Forschergruppe als ein 6 bis 7 Milliarde Jahre alter Kugelsternhaufen der Art Omega Centauri interpretiert wird. Erinnerung: Omega Centauri gilt ja als Kandidat für den Rest einer ehemals eingefangenen Zwerggalaxie. Im AdW ist dieses Objekt mit dem Namen NGC 3628-UCD1 als diffuser Stern mit deutlichem Hof bei den Pixelkoordinaten 615/677 zu finden (dazu bitte Bild herunterladen). Es ergeben sich aber Probleme mit der Absoluthelligkeit, die nach meiner Rechnung nicht für einen hellen Kugelsternhaufen der Klasse Omega Centauri spricht, sondern für einen leuchtschwachen Kugelsternhaufen, oder eben nach alter Art für eine lichtschwache, kompakte Zwerggalaxie.

Aufnahmen mit weiterem Gesichtsfeld ergeben, dass der Gezeitenschweif strukturiert ist. Er ist wolkig aufgebaut, und an seinem Ende hat man eine aus dem Gezeitenschweif hervorgegangene Zwerggalaxie gefunden (tidal dwarf galaxy). Das Objekt ist hier aber nicht mehr im Bild.

Die oben genannten Bildautoren haben das Motiv am 26.03.2016 an der Sternwarte Gahberg begonnen. Für die Luminanzaufnahmen wurden zwei CCD-Kameras verwendet: eine SX Trius 694 (G. Kerschhuber) und eine Moravian G2-8300 (M. Blauensteiner); für die RGB-Aufnahmen kam jeweils eine Starlight SXV-H9 zum Einsatz. Als Teleskope wurden verwendet: für die Luminanzaufnahmen ein 10-Zoll-Newton (ASA) von G. Kerschhuber und ein Newton des Typs FN25010C (Lacerta) von M. Blauensteiner. Die RGB-Aufnahmen entstanden an einem 200-mm-Newton f/2,8 (ASK) von G. Kerschhuber und an einem 130-mm-Newton f/5 (Skywatcher) von Markus Blauensteiner. Belichtet wurde in Luminanz: 39 x 500 s und 43 x 600 s = 12,6 h. Für die Farben dann B: 22 x 400 s und 14 x 600 s; G: 27 x 400 s und 15 x 600 s; R: 24 x 400 s und 16 x 600 s. Damit erstreckte sich das Photonensammeln auf 15,6 h in RGB und 12,6 h in L, macht zusammen 28,2 h in LRGB - und das bei dieser optischen Lichtstärke! Sicherlich hätte das AdW im Kontrast noch erheblich stärker aufgesteilt werden können, aber die Autoren wollten es in dieser eher dezenten, unspektakulären Weise anbieten.

Passend noch die Mitteilung der Bildautoren: „Im März 2016 entschieden mein Sternwarten-Nachbar Günter Kerschhuber und ich uns dazu, zur Abwechslung ein recht helles Objekt aus dem Messier-Katalog aufzunehmen. Die Wahl fiel auf NGC 3628, einerseits weil uns die Galaxie selbst sehr interessant erschien, andererseits wollten wir dann doch „etwas Schwaches“ im Bild haben - der Gezeitenschweif von NGC 3628 bot ein passendes Ziel. So wurde in 6 Nächten belichtet - die Bedingungen waren grundsätzlich gut, aber nie lange stabil. Die Instrumentenauflistung liest sich nicht ganz einfach - es kamen jeweils zwei Teleskope parallel zum Einsatz, für Luminanz und Farbe. Die unterschiedlichen Einzelbelichtungszeiten ergeben zusammen mit den verschiedenen Blenden und Kameraempfindlichkeiten für das Einzelbild recht ähnliche Signal-Rauschverhältnisse, was das Verrechnen der Bilder erleichterte. Der Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko schaffte es leider nicht ins Farbbild - der Kometenkopf liegt außerhalb des Bildfeldes von RGB.“

Text zum Objekt und den Aufnahmedaten: Peter Riepe

Die Kombination zweier Teleskope und CCD-Kameras auf einer Montierung hatten wir schon mehrfach (AdW der 8. und 16. Woche 2016) - hier ist das Prinzip aber nochmal verdoppelt worden. Gleich zwei Montierungen mit insgesamt vier Teleskopen und ebenso vielen CCD-Kameras kamen zum Einsatz und erklären die fast schon gigantische Gesamtbelichtungszeit von 43,8 Stunden innerhalb von sechs wettertechnisch instabilen Märznächten am Gahberg in Österreich.

Die Abstimmung aller Parameter bei der Aufnahmegewinnung und der nachfolgenden Bildbearbeitung gelang den beiden Bildautoren so gut, dass uns nicht der kleinste technische Fehler aufgefallen ist. Einziger Kritikpunkt ist der links aus dem Bildfeld herauslaufende Gezeitenschweif. Hier hätte eine sorgfältigere Positionierung der Galaxie NGC 3628 etwas weiter nach rechts dieses schwache Gebilde besser in das Bildfeld passen lassen – trotzdem, ein ansonsten perfektes Astrofoto von Markus Blauensteiner und Günter Kerschhuber – wir gratulieren den beiden ganz herzlich dazu.

Kommentar zum Bild: Dr. Stefan Binnewies und Frank Sackenheim

Koordinaten J2000.0:
RA = 11 h 20 min 17 s, DE = +13° 35' 22"

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