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51. Woche - Der Supernovaüberrest CTA 1 im Cepheus

| Astrofoto der Woche

Etwa 14° nördlich des Sterns Beta Cassiopeiae befindet sich der Supernovaüberrest CTA 1, der mit seinen galaktischen Koordinaten auch als SNR G119.5+10.2 katalogisiert wurde. Seine Position liegt jedoch im östlichen Cepheus, recht nahe an der Grenze zur Cassiopeia. Klaus Völler, Mitglied der VdS-Fachgruppe Astrofotografie, nahm dieses Objekt im September/Oktober 2023 remote in Nordspanien auf (Trevinka Skies, a Veiga). Dazu nutzte er einen Apochromaten TEC140fl 140 mm/1000 mm sowie eine gekühlte CMOS-Kamera des Typs QHY600M mit großem Sony-Chip IMX455 (35 mm x 24 mm). Als Montierung wurde eine Astro-Physics Mach2 verwendet.

Das AdW ist ein Doppel-Paneel in Falschfarben. Die eingesetzten Filter waren von Astronomik: Hα-Filter (HWB = 6 nm), [OIII]- , [SII]- und RGB-Filter für die Sterne, dazu noch ein Astronomik Deep-Sky-Filter. Die Kamera wurde im High-Gain-Modus mit Gain 70 betrieben, außerdem im 2x2-Binningmodus, d.h. der Abbildungsmaßstab kam dadurch auf ~1,5"/Pixel.  

Das untere Paneel (engl.: panel) wurde wie folgt belichtet: Hα 62 x 7 min, [OIII] 55 x 7 min, [SII] 35 x 7 min (insgesamt 17 h 44 min), die Sterne noch in RGB jeweils 25 x 70 s, so dass noch 87 min hinzu kamen. Belichtungszeiten für das obere Paneel: Hα 72 x 7 min, [OIII] 75 x 7 min. [SII] 52 x 7 min (insgesamt 23 h 13 min). Für die Sterne zusätzlich RGB jeweils 25 x 70 s. Die Bildbearbeitung geschah mit PixInsight WBPP, Mosaic Processing, ForaxxPaletteUtility (Script).

 Aufgrund des großen Chips der QHY600M und der notwendigen langen Belichtungszeit wurde das 2x2-Binning gewählt. Das war sinnvoll, denn: "Selbst bei 7 min Belichtungszeit und 2x2-Binning war der Supernovaüberrest nur ansatzweise zu sehen," so der Bildautor. Und er setzt fort: "Erst das Stacken brachte Gewissheit, dass es da auch etwas zu sehen gibt."

Jetzt zum Bild, das ein Feld von 124' x 146' abdeckt (Norden oben, Osten links). CTA 1 ist in der Tat ein extrem schwieriges Foto-Objekt. Insofern ist Klaus Völlers Schmalband-Darstellung ein Superergebnis. Auf den ersten Blick ist der Supernovaüberrest durchaus mit dem Cirrusnebel im Schwan vergleichbar. Man sieht aber, dass CTA 1 eher eine elliptische Form aus Filamenten und Knoten bildet. Allerdings gibt es zwei Besonderheiten: a) nach Südosten knicken die Filamente der Ellipse ab und laufen als "streamer" weiter. Hier scheint ein dynamischer Vorgang vorzuliegen. Und b) ist die Ellipsenform von Westen bis Nordwesten offen, abgesehen von einem rundlichen, aber auch filamentösen Knoten. Man könnte daher fragen: "Liegt das nur daran, dass es in dieser Zone im optischen Spektrum keine sichtbare Materie gibt? Und schon ist die Radioastronomie gefragt - gerade bei Supernovaresten. Von daher wundert es überhaupt nicht, dass CTA 1 erst 1960 durch D.E. Harris und J.A. Roberts radioastronomisch entdeckt wurde (CTA 1:= Caltech, Liste A, Objekt 1 von 106 beobachteten Radioquellen). Sie wollten schlichtweg den Third Cambridge Survey (3C) überprüfen. Der publizierte Fachartikel dazu lautet: "Radio Source Measurements at 960 Mc/s; Pub. Astr. Soc. Pac. 72, 237 (8/1960)." In der Beschreibung aller beobachteten Radio-Objekte heißt es: "CTA 1:  Faint wisp of emission on Schmidt plate agrees with radiointensity distribution. Possibly supernova remnant." Diese zarten Filamente wurden vorher nicht erkannt! Sogar 1973 schreibt der bekannte Sidney van den Bergh noch: "The nebulosity associated with CTA 1 is too faint to be visible on reproductions."

Damalige Radioteleskope hatten eine nur sehr geringe Auflösung, so dass von feineren Strukturen nichts zu sehen war. Im Zusatzbild 1 ist links eine Radiokarte aus 1967 zu sehen von: Caswell J.L., Crowther J.H., Holden D.J.: "A survey of radio emission at 178 MHz; Memoirs of the Royal Astronomical Society 72, p. 1 (1967)." Hier wurden bereits aus Messungen der Radiointensitäten Radio-Isophoten erzeugt, die schon einen ersten bildähnlichen Eindruck vermitteln. Rechts ist im selben Zusatzbild eine neuere Radiokarte zu sehen von Pineault S. et al.: The Supernova Remnant CTA1 and the Surrounding Interstellar Medium; Astron. J. 105, p. 1060 (3/1993). Die Auflösung ist bereits so gut, dass man eine akzeptable bildhafte Darstellung erreicht hat. Die Umrisse von CTA 1 sind jetzt sehr gut mit dem optischen Bild im AdW vergleichbar. So wird auch im Radiobild klar, dass die Ellipse nach Nordwesten nicht geschlossen ist. Die genannten Astronomen um Pineault konnten zusätzlich eine Hülle aus neutralem Wasserstoff um CTA 1 nachweisen. Aus ihrer Dynamik ließ sich die Entfernung von CTA 1 ermitteln: (1,4 ± 0,3) kpc, das sind dann ca. 4600 Lichtjahre. Das Alter wurde ebenfalls abgeschätzt zu etwa 10.000 Jahren.

Ein Supernovaüberrest besitzt auch immer eine "Sternenleiche", die als Neutronenstern oder Pulsar in der ungefähren Nebelmitte verbleibt. So ist der Pulsar im Krebsnebel M 1 optisch hell und gut sichtbar. Im Cirrusnebel wurde bisher kein Pulsar gefunden. Auch der Pulsar in CTA 1 (er wurde als RX J0007.0+7302  =  PSR J0007+7303 katalogisiert) ist optisch nicht nachweisbar. Er wird aber als einer der hellsten Pulsare im "Second Fermi LAT Catalog of Gamma-ray pulsars" gelistet (Abdo et al. 2013). Auch in Röntgen-Wellenlängen ist er nachgewiesen. Das Zusatzbild 2, eine monochrome Kontrastverstärkung des AdWs, zeigt die Position des Pulsars als gelb markierten Kringel.

Ein letzter Punkt: Im Bild ist auch der bekannte PN NGC 40 enthalten. Er ist im zweiten Zusatzbild als roter Kringel markiert.

Anmerkungen: Um es noch einmal klar auszusprechen: Das AdW von Klaus Völler ist eine ganz hervorragende Leistung mit vielen interessanten Feinstrukturen. Zur Bildbearbeitung gibt es meines Erachtens nichts weiter kritisch zu kommentieren.

Unser Dank geht an Klaus Völler für das brilliante Bild, dazu gratuliert das AdW-Team herzlich zum Astrofoto der Woche!

 

Peter Riepe
Bildautor: Klaus Völler

 

Koordinaten (J2000) von CTA 1:
RA = 00 h 06 min 36,0 s,  DE = +72° 47' 00"

 



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