31. Woche - Sharpless 101 und Cygnus X-1

 -  Astrofoto der Woche
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Heute stellen wir wieder einen hellen Nebel aus der nördlichen Milchstraße als AdW vor. Es handelt sich um einen der beiden bekannten Sichelnebel im Schwan. Prominenter ist zwar der „Crescent Nebula“ NGC 6888 (engl.: crescent = Mondsichel), aber hier geht es jetzt um die HII-Region Sh2-101, die mindestens ebenso stark an eine schmale abnehmende Mondsichel erinnert. Bildautor ist Axel Rau, Mitglied der Fachgruppe Astrofotografie. Das Aufnahmedatum liegt schon ein wenig zurück, der 24. und 25.07.2018, dann der 16.08.2018, und schließlich der 05.06.2019. Aufnahmeort war Pfullendorf, ein wenig nördlich des Bodensees gelegen. Dort wurde als Teleskop ein Newton ohne Namen (Marke Lacerta) eingesetzt, mit 250 mm Öffnung und 1000 mm Brennweite, d.h. Blende 4. Die Kamera war eine ZWO ASI 1600 Pro. Mit ihr entstand eine Belichtungsserie von 61 x 3 min in Hα, dann mehr als doppelt so lang 137 x 3 min in [OIII] und schließlich 53 x 3 min in [SII] (alle Filter von Astronomik mit 12 nm Halbwertbreite). Das Bildfeld misst 54' x 43', Norden liegt oben und Osten links.

Wenn der stets vorhandene Wasserstoff in ionisierter Form HII das Spektrum dominiert, redet man von einer HII-Region. Die auffälligste der vielen Wasserstoff-Emissionslinien ist die rote Hα-Linie, intensitätsmäßig gefolgt von der blauen Hβ-Linie, der blauvioletten Hγ-Linie usw. Weitere helle Emissionslinien der HII-Regionen stammen vom zweifach ionisierten Sauerstoff [OIII], vom ionisierten Schwefel [SII] und Stickstoff [NII]. Die eckigen Klammern sind keine Spinnerei vom Riepe, sondern sie werden in der astronomischen Profi-Welt so geschrieben, um ihre Natur als so genannte „verbotene Linien“ zu kennzeichnen, siehe Zusatzbild 1. Alle HII-Linien sind keine verbotenen Emission, [OIII], [SII] und [NII] aber doch. Die Astrohändler kennen das nicht, sie benennen ihre Filter weiterhin unzureichend. Ob einer von ihnen mal ein AdW wie dieses liest?

Für das heutige AdW wurde  mit Schmalbandfiltern in drei Wellenlängen gefiltert: Hα, [OIII] und [SII]. Daraus entstand dann dieses Bild gemäß der Hubble-Palette: [OIII] wurde dem Blaukanal zugeordnet, Hα dem Grünkanal und [SII] dem Rotkanal. Und so erscheint als leuchtkräftiges Bild ein beeindruckendes Falschfarbenbild. Diese Farbgebung dient in erster Linie dazu, die lokale Verteilung der ionisierten Elemente zu dokumentieren. Im Nebelzentrum findet sich [OIII], weil hier nahe am heißen Zentralstern die Energie des anregenden UV-Lichts am höchsten ist. Und wer ist für diese Anregung verantwortlich? Es ist der Stern HD 227018, ein Riesenstern HD 227018 vom Spektraltyp O6.5 bei den Pixelkoordinaten (1521/1861). Zwar erscheint der Stern HD 189688 bei (1416/1923) heller, er ist als K5-Stern aber viel kühler als die Sonne und folglich nicht in der Lage, die Anregungsenergien für eine HII-Region aufzubringen.

Jetzt zu weiteren Details im Bild. Den markantesten Bereich im Nebel bildet die orangefarbene Sichel. Hier scheint [SII] am stärksten zu sein. Wer jedoch die Mengenverhältnisse der Elemente in HII-Regionen kennt, der weiß, dass [SII] auf den Aufnahmen stets ein schwaches Signal erzeugt. Für schön wirkende kräftig-goldene Farben muss also in der Bildbearbeitung meistens stark nachgeholfen werden. Im Bild ergibt sich durch die Farbgestaltung eine deutliche 3D-Wirkung: Der orangefarbene Sichelbereich repräsentiert quasi einen nach innen abfallenden Hang, abfallend von der außen höher liegenden dichten Molekülwolkenschicht nach innen hin zum tiefer gelegenen, bläulich leuchtenden Loch.

Gegenüber der Sichel von Sh2-101 zeichnet sich bei (2534/1524) ein lichtschwächerer bräunlicher Bogen ab. Er steht mit seiner konkaven Form eindeutig mit HD 227018 als Verursacher im Zusammenhang. Da der Bogen nur auf seiner östlichen Seite hell leuchtet, dagegen dunkel bleibt auf seiner westlichen Seite, wird es sich um eine rundliche Staubfahne handeln, die von HD 227018 in Richtung 14 Uhr weggeblasen wird. Sie befindet sich – 3D-bezogen – im Vordergrund.

Folgt man der Sichelspitze von Sh2-101 nach rechts, so stößt man bei (2901/2289) auf zwei Sterne, die etwa 55'' in Nordsüdrichtung auseinander stehen. Der obere davon ist die starke Röntgenquelle Cygnus X-1, identisch mit dem veränderlichen Stern V1357 Cygni, einem Röntgendoppelstern hoher Masse. Oberhalb von Cygnus X-1 bemerkt man einen blauen Gasbogen. Im Zusatzbild 2 ist der Blaukanal aus dem AdW monochrom in Helligkeit und Kontrast angehoben. Der Bogen ist mit gelben Pfeilen markiert und kommt mit seiner Parabelform sehr schön zur Geltung. Bei diesem Bogen handelt es sich um die Stoßfront eines nicht sichtbaren Radio-Jets, der sich nach Nordosten ausbreitet. Im VdS-Journal für Astronomie (Heft 48) hatte ich die Gelegenheit, anhand einer sehr tiefen Aufnahme von Robert Pölzl über diese Bogenstruktur zu berichten.

Anmerkungen: Mit 12 h 33 min insgesamt ist dies bei Blende 4 eine kräftige Belichtungszeit. Die effektive Auflösung ist mit rund 1,6 Bogensekunden (HWB) in diesem Bild recht gut. Dass Axel Rau sich nicht nur Sh2-101,sondern auch Cygnus X-1 vorgenommen hat – und dann noch mit verstärkter [OIII]-Belichtung – ist gut geplant. Er schreibt dann auch dazu: „Es wurden bewusst mehr Belichtungen mit dem [OIII]-Filter durchgeführt, um die Stoßfront von Cygnus X-1 besser darstellen zu können. Ein Großteil der Belichtungen erfolgte bei hellem Mond.“ Kannte er vielleicht sogar den Artikel im vorgenannten VdS-Journal für Astronomie?

Einen herzlichen Dank für dieses technisch sehr gelungene und inhaltlich informative Bild. Dazu natürlich auch die Gratulation des AdW-Teams zum Astrofoto der Woche.

 

Peter Riepe
Bildautor: Axel Rau

 

Koordinaten (J2000.0):
RA = 19 h 59 min 55 s, DE = +35° 16' 36"

 

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