41.Woche - Der Kugelsternhaufen M 92 - und eine kleine Überraschung
Messier 13 ist der prominenteste Kugelsternhaufen im Sternbild Herkules. Heute bekommen wir im AdW seinen kleineren Bruder zu sehen, Messier 92, auch im Herkules gelegen. Das Bildfeld beträgt 43,4' x 31,9' mit Norden oben und Osten links. Lars Stephan ist der Bildautor, und ihn begrüßen wir heute ganz herzlich als neuen Kollegen in der Runde der AdW-Astrofotografen. Er schreibt: „Im Frühjahr konnte ich viel schönes Wetter für Galaxienaufnahmen nutzen und dazu auch den AOM-Refraktor 160/1600 einsetzen, d.h. die Montierung CEM60 hat sich zum Glück als ausreichend tragfähig für das Gerät erwiesen. Die Phase um die Mitternachtsdämmerung war dann eher für helle Ziele wie M 13 geeignet. Zur Gegenüberstellung habe ich anschließend bei wieder dunklerem Himmel auch M 92 aufgenommen, der bei der Bearbeitung sogar einen viel interessanteren Hintergrund zeigte als sein großer Kollege. Es sind etliche Hintergrundgalaxien vorhanden.“
Aufnahmeort war die Sternwarte "Manfred von Ardenne" in Heringsdorf auf Usedom. Das oben genannte Teleskop - ein Apochromat der Astro Optik Manufaktur - hat 160 mm Öffnung und ein Öffnungsverhältnis von 1:10. Hier wurde jedoch ein Reducer verwendet, der 1200 mm Brennweite (1:7,5) ergibt. Als Kamera kam eine ASI 1600 MMC von ZWO zum Einsatz. Die Belichtungszeit von insgesamt 6,5 h teilte sich folgendermaßen auf: 32 x 120 s + 59 x 90 s für die Luminanz (Filter: Astronomik), 81 x 90 s für den R-Kanal (Filter: Baader), 36 x 90 s für G (Filter: Baader) und 42 x 90 s für B (Filter: Astrodon E-Serie). Die Rohdaten wurden mit dem Programm Astropixelprozessor verarbeitet (wie üblich mit Darks / Flats / Bias). Für die eigentliche Bildbearbeitung kamen PixInsight und Affinity Photo zum Einsatz.
Und wie gewohnt jetzt mehr zum Objekt selbst. Die scheinbare Helligkeit von M 92 (= NGC 6341) beträgt V = 6,44 mag bei einer Absoluthelligkeit von -8,20 mag. Damit hat M 92 nur etwa 63% der Leuchtkraft von M 13 mit -8,70 mag. M 92 ist 8,2 kpc (26.750 Lj) von der Sonne entfernt gemäß der Datensammlung von W.E. Harris, Catalog of Parameters for Milky Way Globular Clusters: The Database (2003). Der Durchmesser eines Kugelsternhaufens ist immer problematisch. Wo genau sind seine Außengrenzen? Einfache Antwort: Dort, wo die Sternendichte des Haufens gleich der Sternendichte der Haufenumgebung ist. Es gibt dazu eine mathematische Methode, die uns hier aber nicht interessieren soll. Legt man stattdessen einen Umkreis um M 92 mit dem Radius, welcher der geschätzten Grenze entspricht, so ergibt sich aus dem AdW ein scheinbarer Durchmesser von 18,5' (Wikipedia: 14'). Dieser größere Durchmesser ist sicherlich realistisch!
Was im AdW sehr gut herauskommt, sind die unterschiedlichen Sternpopulationen. Im Gegensatz zu den jungen Sternen der Population 1 in den Spiralarmen der Milchstraße gehören die Kugelsternhaufen der Galaxis alle der uralten Population 2 an. Die hellsten Haufensterne generell sind die Roten Riesen. Sie haben das zentrale Wasserstoffbrennen längst beendet und erzeugen ihre Energie durch das Wasserstoffbrennen in einer inneren Schale. Rote Riesen sind sehr groß, d.h. ausgedehnt und kühl. Daher zeigen sie im Bild gelbe bis orangene Farben. Einer der hellsten Roten Riesen in M 92 ist Buonanno 28 bei den Pixelkoordinaten (1633/1078). Sein Farbindex beträgt B-V = 1,33 mag (orange). Nach den Roten Riesen folgen die Unterriesen. Meist treten sie weißgelblich bis weiß hervor. Etwa 3 mag schwächer als die hellsten Roten Riesen fallen die Horizontalaststerne aus. Ihre scheinbaren visuellen Helligkeiten liegen um 15 mag, ihre Farben bewegen sich zwischen weiß bis blau. Die blauen Horizontalaststerne (BHB-Sterne) stechen im Bild direkt ins Auge. Eine kleine Gruppe von BHB-Sternen findet sich beispielsweise bei (1933/1317). Horizontalaststerne haben das Stadium des Wasserstoff-Schalenbrennens zu Helium bereits hinter sich und fusionieren nach dem sogenannten "Helium-Flash" jetzt Helium zu schwereren Elementen wie Kohlenstoff, Stickstoff usw. Astrofotografen: Blaue, heiße Sterne müssen nicht jung sein wie in HII-Regionen. Sie können - wie hier in Kugelsternhaufen - uralt sein, einige Milliarden Jahre. Jetzt zur letzten Populationsgruppe: Die Sterne der Hauptreihe. Das sind diejenigen Sterne, die wie nach ihrer Entstehung weiterhin Wasserstoff zu Helium fusionieren. Ihr Wasserstoffvorrat ist noch nicht erschöpft, weil sie aufgrund ihrer geringen Masse nur mäßig bis wenig Energie abstrahlen. Horizontalaststerne (wie unsere Sonne) erreichen in M 92 scheinbare Helligkeiten um 20 mag und darunter, sind also recht unscheinbar.
Und jetzt eine Frage an den Leser: Gibt es grüne Sterne? Nachdenken ... natürlich nicht, denn Sterne mit dem Strahlungsmaximum im Grünbereich erscheinen uns nicht grün, sondern weiß. Das hat die Evolution so vorgegeben, weil wir unter der Sonne - einem G2-Stern - leben. Jetzt bitte auf die Pixelkoordinaten (2379/1135) schauen, dazu natürlich das Originalbild herunterladen. Der Stern an dieser Position ist grünlich. Lösung des Rätsels: Es handelt sich um einen Veränderlichen namens V798 Herculis mit V = 14,31 mag, der hin und wieder von einem Begleiter in unserer Sichtlinie bedeckt wird. Solche Veränderlichen nennt man daher Bedeckungsveränderliche. In einer Phase, in der der Hauptstern gerade bedeckt wird und daher dunkler wird, gibt es einen Lichtabfall. Hat der Astrofotograf just in dieser Zeit die Belichtungsserie im Rotkanal, so wird das rote Licht im Serienverlauf abgeschwächt, dunkler. Die Farben Blau und Grün kommen also stärker zur Geltung und erzeugen eine grünliche Farbe. Eine zweite Stelle fällt bei den Pixelkoordinaten (2001/1427) auf. Der Stern dort wirkt noch grüner. Hier haben wir den RR-Lyrae-Veränderlichen NGC 6341 V4 vor uns. Beide grünen Sterne sind im ersten Zusatzbild noch besser erkennbar mit markierten Kreisen. Was aber zeichnet einen RR-Lyrae-Stern aus? Dazu das zweite Zusatzbild anschauen. Es zeigt die Lichtkurve genau dieses Sterns bei (2001/1427). Die Periode beträgt 0,6289 Tage, das sind 15,09 Stunden. Man erkennt deutlich, dass in einem Zeitraum von rund 90 Minuten die Helligkeit um 1 mag klettert. Und da sind wir wieder bei der Sternfarbe. Wird während dieser Zeit gerade die Bildserie mit Grünfilter belichtet, so steigt die Grünhelligkeit rasant an und der Stern erhält mehr Signal im Grünen als zu den anderen Zeiten. Genau diesen Stern haben wir (Harald Tomsik und ich) am Meller Teleskop in Magenta abgelichtet. Während unserer Grünbelichtung fiel die Lichtkurve von V4 gerade markant ab. Daher kamen Blau und Grün stärker zur Wirkung. Wer Interesse an RR-Lyrae-Veränderlichen in M92 hat, mag sich den Artikel anschauen: Yepez M.A., Arellano Ferro A., Deras D.: CCD VI time-series of the extremely metal-poor globular cluster M92: revisiting its variable star population; Mon. Not. Roy. Astr. Soc. 494, 3212-3226 (3/2020). Dazu hier der Link. Dort geht es um RR-Lyrae-Sterne in M 92. Bisher wurden 17 bekannt.
Anmerkungen: Das Teleskop ist außerordentlich leistungsstark - ohne hier "Schleichwerbung" zu machen. Der Konstrukteur und Erbauer, Ralf Mündlein, betreibt die ASTRO-THEKE in 97236 Lindelbach. Er selbst und auch Pater Christoph Gerhard haben bereits ihre AdWs hier gezeigt. Ansonsten: Die verwendete Kamera erzeugt mit ihren kleinen Pixeln von 3,8 Mikrometern für einen passenden Bildmaßstab. Hier wurden 0,638 arcsec/px erzielt, genau richtig für ein gutes Seeing bei dieser Brennweite.
Dem Bildautor sei hiermit herzlich gedankt, dazu natürlich auch die Glückwünsche des gesamten AdW-Teams zum gelungenen Astrofoto der Woche.
Peter Riepe
Bildautor: Lars Stephan
Koordinaten (J2000.0) von M 92:
RA = 17 h 17 min 07 s, DE = +43° 08' 09''
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