Kugelsternhaufen M22. Bildnachweis: N.A. Sharp/REU-Programm NOAO/AURA/NSF. Klicken um zu vergrößern.
Montag, 1. August– Heute ist das Geburtsdatum von Maria Mitchell. Die 1818 geborene Mitchell wurde als erste Frau als Astronomin in die American Academy of Arts and Sciences gewählt. Später wurde sie weltberühmt, als sie 1847 einen hellen Kometen entdeckte.
Heute Abend setzen wir unsere Erkundung von Kugelsternhaufen fort. Diese gravitativ gebundenen Konzentrationen von Sternen enthalten zwischen zehntausend und einer Million Mitglieder und erreichen Größen von bis zu 200 Lichtjahren im Durchmesser. Früher glaubte man, dass diese fantastischen Mitglieder unseres galaktischen Halos ein runder Nebel sind, und der vielleicht allererste, der 1665 entdeckt wurde, war M22 in Schütze von Abraham Ihle liegt nur etwas mehr als zwei Grad nordöstlich des „Teekannendeckels“, Lambda – Kaus Borealis.
An dritter Stelle unter den 151 bekannten Kugelsternhaufen im Gesamtlicht, ist der M22 wahrscheinlich das nächste dieser unglaublichen Systeme zu unserer Erde mit einer ungefähren Entfernung von 9.600 Lichtjahren und ist auch einer der nächsten Kugelsterne zur galaktischen Ebene. Da es weniger als ein Grad von der Ekliptik entfernt liegt, teilt es oft das gleiche Okularfeld mit einem Planeten. Ab der Größe 6 wird die M22 der Klasse VII beginnen, selbst bescheidenen Instrumenten einzelne Sterne zu zeigen, und wird für eine größere Blendenöffnung in atemberaubender Auflösung brechen. Ungefähr ein Grad West/Nordwest werden mittelgroße Teleskope und größere Ferngläser das kleinere NGC 6642 der 8. Größe erfassen. Bei Klasse V wird dieses besondere Kugelglas eine stärkere Konzentration auf die Kernregion zeigen als das M22. Genießen Sie beide!
Dienstag, 2. August– Wie wir wissen, konzentriert sich die Hauptverteilung der Kugelsternhaufen um unser galaktisches Zentrum in der Ophiuchus/Saggitarius-Region. Lassen Sie uns heute Abend untersuchen, was die Form eines Kugelsternhaufens ausmacht, und wir beginnen mit dem „Klassenleiter“, M75.
Kugelsternhaufen, die Milliarden von Jahren um das galaktische Zentrum kreisten, erduldeten eine Vielzahl von Störungen. Ihre Einzelsterne entkommen, wenn sie durch gegenseitige Begegnungen beschleunigt werden, und die Gezeitenkraft unserer eigenen Milchstraße zieht sie auseinander, wenn sie sich in der Nähe der Periapsis oder des galaktischen Zentrums befinden. Sogar enge Begegnungen mit anderen Massen, wie anderen Sternhaufen und Nebeln, können auf sie einwirken! Gleichzeitig entwickeln sich auch ihre Sternmitglieder und dieser Gasverlust kann zum Massenverlust und zur Deflation dieser großartigen Sternhaufen beitragen. Obwohl dies viel weniger schnell geschieht als in offenen Sternhaufen, sind unsere beobachtbaren kugelförmigen Freunde möglicherweise nur Überlebende einer einst größeren Population, deren Sterne über den Halo verteilt sind. Dieser Zerstörungsprozess ist endlos, und es wird angenommen, dass Kugelsternhaufen in etwa 10 Milliarden Jahren aufhören werden zu existieren.
Obwohl es später Abend sein wird, wenn die M75 an der Grenze von Saggitarius/Capricornus auftaucht, werden Sie feststellen, dass die Fahrt von etwa 8 Grad südwestlich von Beta Capricorni das Warten wert ist. Bei Helligkeit 8 ist es im Fernglas als kleiner runder Fleck zu erkennen, aber um seine wahre Pracht zu sehen, ist ein Teleskop erforderlich. Der M75 liegt etwa 67.500 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt und ist einer der entfernteren von Messiers Kugelsternhaufen. Da es so weit vom galaktischen Zentrum entfernt ist – möglicherweise 100.000 Lichtjahre entfernt – hat der M75 Milliarden von Jahren überlebt, um einer der wenigen Kugelsternhaufen der Klasse I zu bleiben. Obwohl eine Auflösung in sehr großen Bereichen möglich ist, beachten Sie, dass dieser Kugelsternhaufen einer der am stärksten konzentrierten am Himmel ist und nur die äußeren Sterne für die meisten Instrumente auflösbar sind.
Mittwoch, 3. August– Heute Abend kehren wir zum früheren Abendhimmel zurück, während wir unsere Studien mit einem der näher am galaktischen Zentrum liegenden Kugeln – M14 – fortsetzen. Etwa sechzehn Grad (weniger als eine Handspanne) südlich von Alpha Ophiuchi gelegen, kann dieser Sternhaufen der 9.
Bei spektroskopischer Untersuchung wird festgestellt, dass Kugelsternhaufen viel weniger schwere Elemente aufweisen als Sterne wie die eigene Sonne. Diese Sterne der früheren Generation (Population II) begannen ihre Bildung während der Geburt unserer Galaxie, was Kugelsternhaufen zu den ältesten Formationen macht, die wir studieren können. Im Vergleich dazu haben sich die Scheibensterne viele Male entwickelt und durchlaufen Zyklen von Starbirth und Supernova, was wiederum die Konzentration schwerer Elemente in sternbildenden Wolken anreichert, was ihren Kollaps verursachen kann. Natürlich bricht M14, wie Sie vielleicht erraten haben, die Regeln.
M14 enthält eine ungewöhnlich hohe Anzahl variabler Sterne – über 70 –, von denen viele als W-Virginis-Typ bekannt sind. 1938 tauchte in M14 eine Nova auf, die jedoch bis 1964 unentdeckt blieb, als Amelia Wehlau von der University of Ontario die von Helen Sawyer Hogg aufgenommenen Fotoplatten begutachtete. Die Nova wurde auf acht dieser Platten entdeckt, die in aufeinanderfolgenden Nächten aufgenommen wurden, und zeigte sich als Stern der 16. Größe – und es wurde angenommen, dass sie auf einmal fast fünfmal heller war als die Clustermitglieder. Im Gegensatz zu 80 Jahren zuvor mit T Scorpii in der M80 gab es tatsächliche fotografische Beweise für das Ereignis. 1991 wurden die Augen des Hubbles umgedreht, aber der verdächtige Stern und keine Spuren eines nebulösen Überrestes wurden entdeckt. Dann, sechs Jahre später, wurde in der M14 ein Kohlenstoffstern entdeckt.
Für ein kleines Teleskop bietet das M14 wenig bis gar keine Auflösung und erscheint fast wie eine elliptische Galaxie ohne jegliche zentrale Kondensation. Größere Oszilloskope zeigen Hinweise auf Auflösung mit einem allmählichen Verblassen in Richtung der leicht abgeflachten Ränder des Clusters. Eine wahre Schönheit!
Donnerstag, 4. August– Für Zuschauer in Amerika ist dies unsere „Neumond“-Nacht (23:04 Uhr EDT), da unser nächster astronomischer Nachbar den Punkt seiner größten Ausdehnung (Apogäum) erreicht und 252.669 Meilen von der Erde entfernt wird.
Bei der Erforschung von Kugelsternhaufen gehen wir einfach davon aus, dass sie alle Teil der Milchstraße sind, aber das ist möglicherweise nicht immer der Fall. Wir wissen, dass sie sich im Wesentlichen um das galaktische Zentrum konzentrieren, aber es können vier von ihnen sein, die tatsächlich zu einer anderen Galaxie gehören. Heute Abend werden wir uns einen solchen Cluster ansehen, der in den Halo der Milchstraße gezogen wird. Richten Sie Ihren Blick von Zeta Saggitarii aus etwa eineinhalb Grad West/Südwest auf die M54.
Mit einer Helligkeit von etwa 7,6 ist M54 definitiv hell genug, um mit einem Fernglas entdeckt zu werden, aber seine reiche Klasse-III-Konzentration ist in einem Teleskop bemerkenswerter. Trotz seiner Helligkeit und seines tief konzentrierten Kerns ist das M54 nicht gerade leicht aufzulösen. Früher dachten wir, dass sie etwa 65.000 Lichtjahre entfernt ist und viele Variablen mit einer bekannten Anzahl von 82 RR-Lyrae-Typen aufweist. Wir wussten, dass sie sich zurückzog, aber als 1994 die elliptische Schütze-Zwerggalaxie entdeckt wurde, stellten wir fest, dass sich die M54 mit fast genau derselben Geschwindigkeit zurückzog! Als genauere Entfernungen gemessen wurden, fanden wir, dass die M54 mit der SagDEG-Entfernung von 80-90.000 Lichtjahren übereinstimmt, und die Entfernung der M54 wird jetzt mit 87.400 Lichtjahren berechnet. Kein Wunder, dass es schwer zu lösen ist!
Freitag, 5. August– Heute feiern wir den 75. Geburtstag von Neil Armstrong, dem ersten Menschen, der den Mond betrat. Herzliche Glückwünsche! Ebenfalls an diesem Tag im Jahr 1864 machte Giovanni Donati die allerersten spektroskopischen Beobachtungen eines Kometen (Tempel, 1864 II). Seine Beobachtungen von drei Absorptionslinien führen zu dem, was wir heute als Schwanenbande kennen, eine Form von molekularem Kohlenstoff (C2).
Unsere Studie wird heute Abend fortgesetzt, während wir uns vom galaktischen Zentrum auf der Suche nach entfernten Kugelsternhaufen entfernen, die von den meisten Teleskopen beobachtet werden können. Wie wir erfahren haben, zeigen Radialgeschwindigkeitsmessungen, dass die meisten Kugelsterne an einer hochexzentrischen elliptischen Umlaufbahn beteiligt sind – eine, die sie weit außerhalb der Milchstraße führt. Diese Umlaufbahn bildet eine Art sphärischer „Halo“, der sich tendenziell stärker auf unser galaktisches Zentrum konzentriert. Mit einer Reichweite von mehreren Tausend Lichtjahren ist dieser Halo tatsächlich größer als die Scheibe unserer eigenen Galaxie. Da Kugelsternhaufen nicht an der Scheibenrotation unserer Galaxie beteiligt sind, können sie sehr hohe Relativgeschwindigkeiten aufweisen. Lassen Sie uns heute Abend in Richtung des Sternbildes Aquilla gehen und uns eines dieser Kugeln ansehen – NGC 7006.
Etwa eine halbe Faustbreite östlich von Gamma Aquilae gelegen, rast die NGC 7006 mit einer Geschwindigkeit von etwa 215 Meilen pro Sekunde auf uns zu. Mit einer Entfernung von 150.000 Lichtjahren vom Zentrum unserer Galaxie könnte dieser besondere Kugelkopf sehr gut ein extragalaktisches Objekt sein. Mit einer Helligkeit von 11,5 ist es nichts für schwache Nerven, kann aber in Zielfernrohren von nur 150 mm gesichtet werden und erfordert eine größere Blende, um mehr als nur ein Vorschlag zu sein. Angesichts der enormen Entfernung vom galaktischen Zentrum ist es nicht schwer zu erkennen, dass dies eine Klasse I ist, obwohl sie ziemlich schwach ist. Selbst die größten Amateur-Zielfernrohre werden es als unauflösbar empfinden!
Samstag, 6. August– Die Studien werden fortgesetzt, während wir uns tiefer mit der Struktur befassen. In der Regel enthalten Kugelsternhaufen normalerweise eine große Anzahl veränderlicher Sterne und meistens den RR-Lyrae-Typ, wie die frühere Studie M54. Früher waren sie als „Cluster-Variablen“ bekannt – mit unterschiedlicher Höhe. Viele von ihnen enthalten riesige Mengen Weißer Zwerge, einige haben Neutronensterne, die als Pulsare nachgewiesen werden, aber von allen 151 haben nur vier ein sehr ungewöhnliches Mitglied – einen planetarischen Nebel.
Heute Abend führen uns unsere Studien in Richtung des aufkommenden Sternbildes Pegasus und der Magnitude 6,5, Klasse IV, M15. Dieser prächtige Kugelsternhaufen ist selbst mit einem kleinen Fernglas etwa vier Grad nordwestlich von Enif leicht zu finden und ein wahrer Genuss für ein Teleskop. Unter den Kugelsternen rangiert der M15 mit 112 identifizierten Sternen an dritter Stelle in der variablen Sternpopulation. Als einer der dichtesten Cluster ist es überraschend, dass er nur als Klasse III angesehen wird. Sein tief konzentrierter Kern ist leicht zu erkennen und hat während seiner Entwicklung den Prozess des Kernkollapses eingeleitet. Der zentrale Kern selbst ist im Vergleich zur wahren Größe des Clusters sehr klein und enthält fast die Hälfte der Masse von M15. Obwohl es von Hubble untersucht wurde, wissen wir immer noch nicht, ob diese Dichte durch die gegenseitige Schwerkraft der Komponente verursacht wird oder ob sie ein supermassives Objekt ähnlich einem galaktischen Kern verbergen könnte.
M15 war der erste Kugelsternhaufen, in dem ein planetarischer Nebel, bekannt als Pease 1, identifiziert werden konnte. Spektive mit größerer Blendenöffnung können es bei hoher Leistung leicht sehen. Überraschenderweise beherbergt der M15 auch 9 bekannte Pulsare, bei denen es sich um Neutronensterne handelt, die während der Entwicklung des Haufens von früheren Supernovae zurückgelassen wurden – von denen einer ein Doppelneutronenstern ist. Obwohl eine vollständige Auflösung unmöglich ist, kann man eine Handvoll heller Sterne in dieser herrlichen Kernregion ausmachen und wundervolle Ketten und Ströme von Mitgliedern warten heute Abend auf Ihre Untersuchung!
Sonntag, 7. August– An diesem Tag im Jahr 1959 war Explorer 6 der erste Satellit, der Fotos der Erde aus seiner Umlaufbahn übermittelte.
Warten Sie, bis der Mond heute Nacht untergegangen ist, und kehren wir noch einmal zurück, um uns zwei Riesen anzusehen, damit wir ungefähr gleiche Größen, aber keine gleiche Klasse vergleichen können. Um sie gerecht zu beurteilen, müssen Sie dasselbe Okular verwenden. Beginnen Sie zunächst damit, die vorherige Studie M4 zu verlegen. Dies ist ein Kugelsternhaufen der Klasse IX. Beachten Sie die puderähnlichen Eigenschaften. Es mag stark bevölkert sein, aber es ist nicht dicht. Kehren Sie nun zur vorherigen Studie M13 zurück. Dies ist ein Kugelsternhaufen der Klasse V. Die meisten Teleskope werden zumindest eine gewisse Auflösung und eine bestimmte Kernregion ausmachen. Es ist die Kondensation, die Klasse schafft. Es ist nicht anders als das Beurteilen von Größen und erfordert einfach Übung. Versuchen Sie sich an der M55 am Boden der Saggitarius-„Teekanne“ – es ist eine Klasse XI. Obwohl es eine ganze Größenordnung heller ist als die Klasse I, M75, die wir uns Anfang der Woche angesehen haben, können Sie den Unterschied in der Konzentration erkennen? Für diejenigen mit GoTo-Systemen, machen Sie einen kurzen Sprung durch Ophiuchus und sehen Sie sich den Unterschied zwischen NGC 6356 (Klasse II) und NGC 6426 (Klasse IX) an. Wenn Sie eine ausprobieren möchten, die sie nicht einmal unterrichten können? Suchen Sie nicht weiter nach der M71 in Sagitta. Es ist alles ein wunderbares Spiel und am meisten Spaß macht es zu lernen!
Vergessen Sie in der Zwischenzeit nicht all die anderen wunderbaren Kugelsternhaufen wie 47 Tucanae, Omega Centauri, M56, M92, M28 und viele andere! Mögen alle deine Reisen in Lichtgeschwindigkeit sein… ~ Tammy Plotner