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17. Woche - Die Spiralgalaxie NGC 4088 und ihre Nachbarin NGC 4085

| Astrofoto der Woche

Das Sternbild Ursa Major ist reich an Galaxien. Eines der Galaxienpaare davon ist NGC 4085/4088, wir präsentieren es heute als Aufnahme von Carsten Reese (Mitglied der VdS-FG Astrofotografie und der TBG-Gruppe). Die Aufnahmeserie zum AdW entstand über einen längeren Zeitraum: von 2021 und Anfang 2023, Aufnahmeort war Schwanewede bei Bremen. Zu den benutzten Optiken schreibt Carsten: "Ich nehme ja gerne parallel einen Apochromaten 115 mm/805 mm mit Riccardi-Reducer und der QHY268M für die Farbe, dazu einen Newton 300 mm/1200 mm mit ASA-Reducer und der QHY183M für die Luminanz." Der gezeigte zentrale Ausschnitt wurde mit den genannten Optiken/Kameras folgendermaßen belichtet: je 8 x 10 min plus je 10 x 5 min RGB mit dem Apochromaten, dazu dann 77 x 5 min plus 102 x 2 min Luminanz mit dem Newton - kräftig! Das Bildfeld beträgt 26,3' x 26,3' mit Norden oben und Osten links.

Was zeigt das AdW? Oberhalb der Bildmitte ist NGC 4088 zu sehen. Ihr Typus lautet SAB(rs)bc nach dem "Third Reference Catalogue of bright Galaxies" (de Vaucouleurs et al., 1991). Allerdings ist die Spiralform deutlich gestört. Der nach Nordosten fortweisende Arm fällt aus dem Rahmen, so dass Halton Arp NGC 4088 als Nr. 18 in seinen bekannten "Atlas of peculiar Galaxies" aufnahm. Dazu Arp´s Kommentar: "End of one spiral arm partially disconnected" (das Ende eines Spiralarms ist teilweise losgelöst).

NGC 4088 hat eine heliozentrische Radialgeschwindigkeit von 746 km/s. Daraus ergibt sich mit der Hubble-Konstante Ho = 72 km/s/Mpc eine rein rechnerische "Hubble-Distanz" von 10,36 Mpc bzw. rund 34 Mio. Lichtjahren. Da die Streuungen in den Radialgeschwindigkeiten gerade bei nahen Galaxien groß sind, sind auch die Abweichungen der Hubble-Distanzen von den wahren Distanzen groß. Und die wahren Distanzen lassen sich nur aus speziellen Messungen herleiten (z.B. aus der Fotometrie der hellsten Galaxiensterne oder aus der Lichtkurve einer Supernova in der betreffenden Galaxie, oder gemäß der Tully-Fisher-Beziehung. Laut NASA Extragalactic Database (NED) lässt sich aus den 12 nach 2000 gemessenen Entfernungswerten eine mittlere Distanz von 13,95 Mpc berechnen, das sind ca. 45,5 Mio. Lichtjahre und damit deutlich mehr als die Hubble-Distanz. Mit 5,9' scheinbarem Durchmesser käme NGC 4088 somit auf eine wahre Längsausdehnung von gut 77.000 Lichtjahren.

Ein paar Besonderheiten lassen sich in NGC 4088 feststellen. Dazu jetzt ins Zusatzbild 1 wechseln. Die Spiralarme sind teilweise von bläulicher Farbe. Hier liegt Sternentstehung vor. Im nördlichen Spiralarm ist ein sehr helles, sternförmiges Objekt mit dem Namen [BKD2008] WR 201 sichtbar. Es handelt sich um eine helle Wolf-Rayet-Region mit enthaltenem Wolf-Rayet-Stern. Im SDSS zeigt dieses Objekt eine grünliche Farbe. Da im SDSS die HII-Emission stets grün wiedergegeben wird, liegt hier also ein Wolf-Rayet-Nebel mit der Nr. 201 vor (Brinchmann J., Kunth D., Durret F., 2008: Galaxies with Wolf-Rayet signatures in the low-redshift Universe. A survey using the Sloan Digital Sky Survey; Astron. & Astrophys. 485, pp. 657-677). Es gibt noch ein paar weitere punktförmige grüne WR-Signaturen im SDSS, sie sind allerdings deutlich schwächer. 10" östlich von [BKD2008] WR 201 wurde mit dem ROSAT High Resolution Imager die starke Röntgenquelle NGC 4088 X-1 entdeckt (T.P. Roberts & R.S. Warwick, 2000; Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 315, 98-114).

Das Bild von NGC 4088 zeigt eine recht ordentliche Auflösung. Dadurch wird der Nucleus der Galaxie (ihr Kern) strukturiert erkennbar. Es zeigen sich deutlich drei helle Knoten, die auch in anderen langbrennweitigen Aufnahmen im Netz sichtbar werden, aber nur bei hoher Auflösung. Was es mit dieser Kernstruktur auf sich hat, war in der astronomischen Literatur leider nicht herauszufinden. Möglicherweisse spielt Staub eine "abschattende Rolle".

Beim Abgleich mit dem SDSS konnte die Sterngrenzgröße im AdW festgestellt werden. Das gelb umkringelte Sternchen im Zusatzbild hat g = 22,05 mag und r = 20,5 mag. Daraus ergibt sich nach Transformation eine visuelle Helligkeit von V = 21,15 mag. Bei 21,5 mag dürfte dann aber auch eine wirkliche Grenze für die verwendente Kombination aus Teleskop und Kamera bei der gewählten Belichtung am Bremer Himmel erreicht sein. Klar - bei längerer Belichtungszeit werden mehr Photonen eingefangen, dann kann auch die Grenze noch gesteigert werden.

Jetzt ein Wort zum nordöstlichen Spiralarm. Er gibt tatsächlich Rätsel auf. Was geht da vor sich? Im SDSS wird im Datarelease 16 eine helle blau leuchtende Stelle dieses Arms spektrografisch erfasst. Danach zeigt der Spiralarm eine Radialgeschwindigkeit von rund 500 km/s. Das ist deutlich weniger als die 746 km/s der übrigen Galaxie. Der fragliche Arm muss also eine Bewegung ausführen, die im Laufe der Zeit auch eine Positionsänderung nach sich zieht. Und so sei die Frage erlaubt: Handelt es sich womöglich um eine langgezogene Zwerggalaxie, die bereits durch die Gezeitenkräfte von NGC 4088 beeinflusst wird und demnach Form- und Lageveränderungen durchmacht? Es bleibt also spannend, zumal wir jetzt auch zu NGC 4085 kommen, die als Typus SAB(s)c etwa 11' südlich von NGC 4088 liegt.

Mit 760 km/s weist NGC 4085 eine Radialgeschwindigkeit auf, die sie sofort in die Umgebung von NGC 4088 setzt - wären da nicht die o.g. Streuungen. Nach 2000 gab es gemäß NED 13 direkte Messungen der Radialgeschwindigkeit, die im Mittel auf 20,57 Mpc (67 Mio. Lj) hinauslaufen. Das gibt zu denken: Demnach wäre NGC 4085 um 21,5 Mio. Lj weiter weg als NGC 4088. Das jedoch lässt eine Wechselwirkung ausschließen, die die Stärke aufbringt, einen Spiralarm aus NGC 4088 herauszulösen. Rechnet man jetzt auch noch den scheinbaren Durchmesser von NGC 4085 (2,7' laut NED) in den wahren Durchmesser um, so erhält man 52.600 Lichtjahre. Und das passt auch gut zum Größenverhältnis beider Galaxien im Bild. Die Wechselwirkung zwischen NGC 4088 und ihrer "Nachbarin" (???) NGC 4085 darf hinterfragt werden!

Anmerkungen: Das gezeigte Motiv liegt weitab der Milchstraße, so dass junge blaue Sterne fehlen und sich im Wesentlichen nur weiße bis orange leuchtende Sterne zeigen. Insofern kann man von einer ordentlichen Farbgebung sprechen - auch wenn hier über die Bildbearbeitung nichts weiter berichtet werden konnte. Das gezeigte Bild harmoniert auch mit den einbezogenen hellen Sternen im unteren Bildbereich.

Carsten Reese vielen Dank für dieses schöne und informative Objekt vom gesamten AdW-Team. Dazu unsere herzliche Gratulation zum gelungenen Astrofoto der Woche.

 

Peter Riepe
Bildautor: Carsten Reese

Koordinaten (J2000.0) von NGC 4088:
RA = 12 h 05 min 34.2 s,  DE = +50° 32' 21"

 

 

 


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