- Astronomie im Berchtesgadener Land -

Monatsthema Februar 2010: "Die Messier-Objekte Teil I"

Was sind die Messier-Objekte?

Es sind Objekte, die in kleineren Fernrohren im Gegensatz zu Sternen als unscharfe Flecken erscheinen. Als der Messier-Katalog entstand (1764), waren solche Fernrohre allerdings "Stand der Technik" und damit Arbeitsgeräte der Astronomen. Anlass den Katalog zu erstellen war die Suche nach Kometen. Auch diese sind zunächst nur kleine neblige Flecken, aber wegen ihrer Bahn im Sonnensystem bewegen sie sich zwischen den Hintergrundsternen. Um nicht immer wieder die gleichen Objekte zu beobachten und dann nach einigen Tagen festzustellen, dass sie sich nicht bewegen, also keine Kometen sind, legte Messier diesen Katalog an. Es ist einleuchtend, dass sich alle Messier-Objekte nördlich von 35° südlicher Breite befinden, da Messier in unseren Breiten beobachtete.

Der Messier-Katalog zählt heute 110 Objekte. Es sind 28 Offene Sternhaufen, 29 Kugelsternhaufen, 6 Gasnebel, 4 Planetarische Nebel - dies alles Bestandteile unserer Milchstraße. Weiterhin enthält er 40 Galaxien und schließlich 3 weitere Objekte. In diesem Beitrag wird auf die Offenen Sternhaufen, die Kugelsternhaufen und Gasnebel eingegangen. Die Planetarischen Nebel, Galaxien und weiteren Objekte folgen in einem späteren Artikel.

Als Offene Sternenhaufen werden unregelmäßige Ansammlungen von dreißig bis zu einigen tausend Sternen bezeichnet, die sich aus derselben Riesenmolekülwolke, die hauptsächlich aus ionisiertem atomaren Wasserstoff besteht, gebildet haben. Dadurch gehören sie physisch zusammen, sind ungefähr gleichweit von der Erde entfernt, stehen nahe beieinander, haben auch mehr oder weniger gleiches Alter, ähnliche Zusammensetzung und eine gemeinsame - mehr oder weniger schnelle - Bewegung in einer bestimmten Richtung. Ihr Alter ist mit einigen hundert Millionen Jahren verhältnismäßig gering und die Dichte im Zentrum des Haufens ist nicht groß, d.h. man kann im Gegensatz zu den Kugelsternhaufen durch einen Offenen Sternhaufen hindurchschauen. Trotzdem heben sie sich deutlich vom Himmelshintergrund ab. Da sie jung sind, findet man sie nur in Galaxien, in denen noch Sternentstehung stattfindet, wie z.B. in Spiralgalaxien, beispielsweise unsere Milchstraße, und in Irregulären Galaxien, wie den Magellanschen Wolken, die man auf der Südhalbkugel sehen kann.

Wohl bekanntestes und markantes Beispiel für einen Offenen Sternhaufen sind die Plejaden (M 45), das "Siebengestirn" im Sternbild Stier, das wohl jeder kennt. Sie werden auf 3.000 Sterne geschätzt, von denen man ca. 6 bis 7 mit bloßem Auge erkennen kann. Der Haufen hat einen Durchmesser von 2°. Er ist 410 Lichtjahre (LJ) entfernt und hat ein Alter von mindestens 50 Millionen Jahren, besteht also aus sehr jungen Sternen. Die helleren sind noch von Gas- und Staubmassen umgeben. Der Haufen bewegt sich mit 20 km/s bezüglich der Sonne auf einen Konvergenzpunkt an der Grenze zwischen den Sternbildern Taube und Maler zu.

Es gibt noch einige weitere bekannte, aber längst nicht so markante Offene Sternhaufen, wie zum Beispiel die Hyaden, die auch zum Sternbild Stier gehören. Messier nahm sie nicht in seinem Katalog auf, da keine Verwechslungsgefahr mit einem Kometen bestand, außerdem die Krippe (Praesepe, M 44) im Sternbild Krebs und der 3.3 mag helle Sternhaufen M 7 im östlichen Teil des Skorpion. Er ist das südlichste Objekt des Messier-Katalogs. Für die Beobachtung der meisten weiteren Offenen Sternhaufen benötigt man schon zumindest einen Feldstecher. In unserer Milchstraße gibt es schätzungsweise 15.000 solche Sternhaufen, sie befinden sich fast ausschließlich in der galaktischen Ebene der Milchstraße.

Im Gegensatz dazu stehen die Kugelsternhaufen. Wie der Name sagt, sind sie kugelförmig und enthalten zwischen einigen Zehntausend und einigen Millionen Sterne, die in einem Raum von nur etwa 150 LJ konzentriert sind. Damit sind die Sterne im Zentrum der Haufen sehr stark verdichtet: die Sterndichte im Zentrum eines Kugelhaufens ist bis zu zehntausendmal höher als die Sterndichte der Sonnenumgebung. Auf einer normalen Aufnahme kann man die Sterne im zentralen Bereich eines Kugelhaufens nicht mehr einzeln auflösen. Im kleineren Fernrohr erscheinen sie daher als unscharfe, runde Flecken und sind deswegen einem Kometen, noch ohne Schweif, nicht unähnlich.

Amateuraufnahme des Kugelsternhaufens M 13. So etwa sah man ihn zu Messiers Zeiten im Fernrohr.

Aus den Untersuchungen der Sterne der Kugelhaufen wissen wir heute, dass sie mit 15 Milliarden Jahren zu den ältesten großen Objekten im Universum gehören. Die meisten von ihnen sind bereits in der Frühphase der Galaxienentstehung gebildet worden. Die Kugelsternhaufen liegen vor allem im "Halo" unserer Milchstraße, das ist eine Schale, die unsere galaktische Ebene umschließt. In unserer Milchstraße sind bisher 150 Kugelsternkaufen gefunden worden. Der bekannteste Kugelsternhaufen ist M 13 im Herkules. Er ist etwa 25.000 LJ entfernt und hat 600.000 Sonnenmassen. Nachdem Kugelsternhaufen eine große Gesamthelligkeit aufweisen, kann man sie noch aus großer Entfernung sehen. Unter den Messier-Objekten hat etwa M 54 im Schützen eine Entfernung von ca. 85.000 LJ und liegt damit schon außerhalb unserer Milchstraße. Er wird der 1993 entdeckten Sagittarius-Zwerggalaxie zugerechnet und ist mit 1.500.000 Sonnenmassen der massereichste Kugelsternhaufen des Messier-Katalogs. Der hellste ist M 22 im Schützen, ein Kugelsternhaufen in nur 10.500 LJ Entfernung mit 300.000 Sonnenmassen.

Es gehören zwar nur 6 Gasnebel zum Messier-Katalog, aber sie weisen eine besonders große Vielfalt auf. Da wären zunächst die HII-Regionen oder Emissionsnebel, hier wird Wasserstoff durch die Strahlung von Sternen zum Leuchten angeregt. Charakteristisch dafür ist die rötliche Färbung. Als Paradebeispiel kann der Orion-Nebel M 42 dienen, in dem das Vierfachsternsystem "Trapez" die Strahlung liefert. Aber auch der benachbarte Kleine Orionnebel M 43, der Trifidnebel M 20 und der nahe gelegene Lagunennebel M 8 im Schützen gehören zu dieser Klasse. Der Trifidnebel ist im Zentrum durch davor liegende Dunkelwolken viergeteilt und wird von einer Staubschleppe begleitet, die das Licht blau reflektiert. M 78 im Orion ist dagegen ein reiner Reflexionsnebel, hier wird das Licht der Sterne durch eine Staubwolke zerstreut. Dabei verschiebt sich das Spektrum zu den kürzeren Wellenlängen, was die blaue Farbe verursacht. Bleibt schließlich noch der Crab-Nebel M 1 im Stier, ein Überrest der von den Chinesen im Jahr 1054 beobachteten Supernova. Alle Gasnebel erscheinen im kleinen Fernrohr als unscharfe graue Flecken, denn ihr wunderbares Farbenspiel kommt erst auf langbelichteten Aufnahmen zur Geltung.

Gerardo Inhester

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