34. Woche - NGC 7331 und die Hintergrundgalaxien

 -  Astrofoto der Woche
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Im heutigen AdW werfen wir einen Blick in das Sternbild Pegasus auf die Sb-Spiralgalaxie NGC 7331 und ihr Umfeld. Das Bildfenster misst 37,1' x 24,6' mit Norden oben und Osten links. Bildautor Patrick Winkler nahm die Bildserie in Piregg in der Steiermark auf, wobei er im September 2020 mehrere Nächte benötigte. Als Teleskop wurde ein Ritchey-Chrétien von ASA mit 400 mm Öffnung und 3200 mm Brennweite eingesetzt, dazu als Kamera eine ZWO ASI 6200MM Pro. Die zugehörige Montierung ist eine ASA DDM 100, mit der Patrick angeblich "unguided" gearbeitet hat. Ohne elektrische Nachführung (guiding) geht aber gar nix ... Was er natürlich meint: Ohne (kontrolliertes) Autoguiding. Belichtet wurde das LRGB-Bild mit jeweils 300, 120, 135 und 120 min und Einzelbelichtungen von 180 s Dauer. Das ergibt insgesamt 11,25 Stunden. Dabei war das Seeing durchwegs gut. Verwendete Software zur Bildbearbeitung: PixInsight und Photoshop. Kommentar des Bildautors: "Die Galaxie gefiel mir immer sehr gut (Form, Detailstruktur und vor allem die Farbe). Auch die Begleitgalaxien geben dem Feld zusätzlich einen Reiz. Diese sind aber 4-5x so weit entfernt wie NGC 7331. Im L-Kanal zeigt sich auch deutlich galaktischer Zirrus, der aber zu schwach war um ihn ins Farbbild zu bringen. Dafür wäre dann noch deutlich mehr Belichtungszeit erforderlich gewesen." Und darauf wird gleich noch eingegangen.

Jetzt Fakten zum Objekt. NGC 7331 befindet sich in der nach ihr benannten NGC-7331-Gruppe. Diese umfasst in einem Winkelbereich von 16° x 5,5° die weiteren Galaxien NGC 7217, NGC 7292, UGC 12060, UGC 12082, NGC 7320, NGC 7331, UGC 12212, NGC 7457, UGC 12311 und UGC 12404 (J. Ludwig, A. Pasquali, E. Grebel und J.S. Gallagher, 2012). Alle genannten Galaxien haben eine recht ähnliche Radialgeschwindigkeit. NGC 7331 hat laut Datenbank Simbad eine Winkelausdehnung von 10,5´ x 4,2´ und eine scheinbare Helligkeit von V = 9,5 mag. Ihre Radialgeschwindigkeit beträgt ~818 km/s, was bei einer Hubble-Konstanten von 73 km/s/Mpc einer Entfernung von 36,5 Millionen Lichtjahren gleichkommt. Nun ist ja bekannt, dass die Radialgeschwindigkeiten mit den Entfernungen und mit den Messmethoden streuen. Insofern ist es besser, eine Entfernung zu nehmen, die über eine möglichst direkte Messmethode abgeleitet wurde. Hier verwenden wir einen Wert von 14,7 Mpc, basierend auf einer klassischen Vermessung von Cepheiden in NGC 7331 (Freedman et al. 2001). Diese 14,7 Mpc entsprechen 48 Mio. Lichtjahren.

Jeder Astrofotograf sollte in der Lage sein, die Objektgröße aus seiner Aufnahme zu bestimmen. Hilfestellung bietet der Himmelsatlas Aladin in der Datenbank Simbad. Aladin zeigt für jeden Stern die exakten Koordinaten an, so dass eine verlässliche Messung von Abständen in der Aufnahme möglich wird. Im Zusatzbild 1 ist der unmittelbare Ausschnitt um NGC 7331 zu sehen, in Helligkeit und Kontrast verstärkt, so dass auch die lichtschwachen Außenpartien viel deutlicher hervortreten als im Original. Eingezeichnet ist die Nordsüdlänge von NGC 7331, sie beträgt 11,9'. Das ist erheblich mehr, als in den üblichen Quellen angegeben wird. Mit diesem Wert ergibt sich bei der genannten Entfernung ein wahrer Gaalaxiendurchmesser von etwa 166.000 Lichtjahren. Damit zählt NGC 7331 zu den ganz großen Spiralgalaxien und übertrifft sogar Messier 31 bei weitem.

Der Gasgehalt von NGC 7331 wird durch eine massive Scheibe aus neutralem Wasserstoff HI dominiert, und zwar ist das viermal soviel HI wie in unserer Milchstraße (Braun et al. 2003 und Nakanishi & Sofue 2003). Molekularer Wasserstoff H2 liegt in ähnlich hoher Menge vor und bildet einen Ring in NGC 7331 (Helfer et al. 2003 und Young & Scoville 1982). Desweiteren ist eine zentrale Staubscheibe vorhanden (Thilker et al. 2007). Auch unsere Milchstraße verfügt über eine solche molekulare Binnenstruktur im Zusammenspiel mit Staub, wo dann die zahlreichen HII-Gebiete eine rege Sternentstehung ermöglichen. Im Ring von NGC 7331 wurden radioastronomisch zahlreiche nicht-thermische Quellen nachgewiesen, höchstwahrscheinlich Supernovaüberreste.

Spätestens jetzt bitte das Original herunterladen, denn wir gehen ins Detail. Die Umgebung von NGC 7331 zeigt unmittelbar östlich vier kleine Galaxien: NGC 7335 bei den Pixelkoordinaten (1032/695), NGC 7336 bei (996/559), NGC 7337 bei (936/993) und NGC 7340 bei (690/852). Diese ähnlich großen Galaxien werden immer wieder als "Begleiter" von NGC 7331 bezeichnet. Ein solcher Begriff ist aber völlig fehl am Platz, denn sie weisen Radialgeschwindigkeiten von 6302, 8800, 6526 und 6332 km/s auf und sind deshalb rund 8-mal weiter entfernt als NGC 7331. Ganz unten in der linken Bildecke liegt LEDA 69387 bei (54/1544) mit 5940 km/s. Auf der Westseite oberhalb von NGC 7331 ist noch NGC 7326 bei (1812/297) zu nennen mit 8185 km/s.

Gibt es denn überhaupt Begleiter von NGC 7331? Die bereits erwähnten Astronomen um J. Ludwig et al. publizierten 2012 eine Untersuchung zu Zwerggalaxien und Gezeitenresten in der Umgebung von NGC 7331. Sie fanden vier neue mögliche Begleiter, die also höchstwahrscheinlich zur Muttergalaxie gehören und bezeichneten diese als NGC 7331 A, B, C und D. Schauen wir uns nun das Zusatzbild 2 an. Es stammt aus einer Publikation unserer TBG-Gruppe mit I.D. Karachentsev (M. Blauensteiner et al.: "More Dwarfs around the Nearby Spiral Galaxy NGC 7331"; Astrofisika 60, 317-321, 2017) und zeigt die vier Zwerge. Wie klein und lichtschwach sie sind, wird jetzt deutlich. Wir entdeckten noch einen fünften, wesentlich schwächeren Kandidaten NGC 7331 E (auch im Bild). Darüber hinaus machten wir auf die bereits bekannte, aber noch nicht vermessene Galaxie MAPS-PP O-778-973630 (kurz "M" oben im Bild) aufmerksam, die schweifartige Fortsätze in Richtung NGC 7331 zeigt und sich von daher als Begleiter aufdrängt. Hier ist sie leider ganz knapp außerhalb des Bildes. M.E. Sharina konnte mit dem russischen 6-m-Spiegel ein Spektrum dieses Zwergs gewinnen, welches tatsächlich mit 763 km/s eine Radialgeschwindigkeit besitzt, die der Radialgeschwindigkeit von NGC 7331 sehr ähnlich ist. Damit ist die Begleiternatur nachgewiesen. Für die Zwerge NGC 7331 A - E gelang das aufgrund der extremen Lichtschwäche noch nicht - selbst nicht mit einem 6-m-Teleskop.

Anmerkungen: Das Bild von Patrick Winkler ist recht dunkel und könnte heller erstellt werden, so dass man die Zwergbegleiter erkennen könnte. Ich bin sicher, dass Patricks Originaldaten das auch hergeben. Ansonsten ist die Aufnahme in allen technischen Belangen absolut sauber. In der Tat ist die Farbe von NGC 7331 mit gelblichem Kern und bläulichen Spiralarmen sowie dunklem Staub dazwischen gut getroffen. Auch die flockige Armstruktur kommt gut heraus. Und hier noch der Hinweis: Hellere Gebiete von galaktischem Zirrus liegen etwa vier Galaxienlängen entfernt westlich von NGC 7331. Etwas schwächerer Zirrus liegt unmittelbar südlich von NGC 7331.

 

Peter Riepe
Bildautor: Patrick Winkler

 

Koordinaten von NGC 7331 (J2000.0):
RA = 22 h 37 min 04 s, DE = +34° 24' 57"

 

 

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