25. Woche - Der Kugelsternhaufen Messier 3 - langweilig? Keineswegs!
Bildautor Hermann von Eiff
Heute zeigen wir wieder einmal einen Kugelsternhaufen, diesmal ist es Messier 3 (= NGC 5272) im Sternbild Jagdhunde. Hermann von Eiff hat das Bild eingereicht, es misst 76,1' x 51,4' und zeigt Norden links, Osten unten. Messier 3 hat eine scheinbare visuelle Helligkeit von 6,39 mag, seine solare Entfernung beträgt rund 34.000 Lichtjahre (William E. Harris, 2003). Aufnahmedatum war die Nacht vom 1. zum 2. April 2019, zwischen 22:07 - 03:32 Uhr MESZ. Aufnahmeort war die Herchenhainer Höhe im wohlbekannten Gebiet Vogelsberg. Als Aufnahmeteleskop wurde ein Astro-Physics Starfire EDF 155 mm bei f/7 mit 2,5-zölligem TS Field Flattener eingesetzt, dazu als Kamera eine Canon 5D MkII mit Baader UV/Ir-Filter. Als Montierung kam eine GM 2000 QCI von 10micron zum Einsatz. Belichtungszeit: 40 x 5 min, 15 x 2 min und 15 x 30 s. Die Bearbeitung geschah mit PixInsight und Photoshop CC. Hermann von Eiff schreibt: "Obwohl ich meine Aufnahmen nicht gerne an Aufnahmen anderer Astrofotografen messe (jede Aufnahme hat ihre eigene Entstehungsgeschichte und ihren eigenen Reiz), möchte ich doch gerne darauf hinweisen, dass meine Aufnahme sehr tief ist. Man kann das sehr gut an den Galaxien und Galaxienhaufen in meinem Bild erkennen."
Dem kann man nur zustimmen. In der Tat ist bei den Pixelkoordinaten (2408/1310) eine kleine Spiralgalaxie zu sehen, CAIRNS J134215.67+281320.4 lautet ihr Katalogname. Sie ist die hellste Vertreterin eines weit entfernten Galaxienhaufens, der 710 Mio. Lichtjahre entfernt hinter M 3 steht. Weiterhin lässt sich im AdW ein Haufendurchmesser von 20' nachmessen. Das ist etwas mehr als der in Wikipedia angegebene Wert von 18'.
Für den Astrofotografen möchte ich jetzt einmal näher auf das Thema "Sternpopulationen" eingehen, denn ihre Eigenfarben sollten ja mit der Wirklichkeit übereinstimmen. Ich denke, daran zweifelt hier niemand. Vorweg: Ein Kugelsternhaufen ist keineswegs weiß. Um die Eigenfarben aber verstehen zu können, sollte man sich wenigstens soweit wie hier angeboten mit dem Farbenhelligkeitsdiagramm (FHD) befassen. Ich wage einmal den Versuch, hier ein wenig mehr Astrophysik als üblich anzusprechen und das FHD von M 3 (hier klicken) vorzustellen. Was zeigt es?
Kein stellares Objekt zeigt so gut und differenziert die enthaltenen Sternpopulationen wie ein Kugelsternhaufen. Die hellsten in M 3 vorkommenden Sterne sind die "Roten Riesen". Der Rote-Riesen-Ast zeigt: Sie haben in diesem Diagramm visuelle Helligkeiten zwischen rund 12,5 bis 15,5 mag, ihre Farbindizes B-V liegen zwischen 0,9 mag und 1,6 mag. Man sieht auch sofort: Je heller der Rote Riese, desto röter seine Eigenfarbe. Eine zweite markante Population sind die Horizontalast-Sterne. Sie sind visuell rund 15,5 mag hell. Die Besonderheit: Im Farbbereich B-V zwischen 0,7 mag und 0,1 mag sind die Horizontalast-Sterne nahezu konstant hell, zeigen aber Farben zwischen Weiß und Blau. Bei B-V = 0,1 mag knickt der Horizontalast nach unten ab, je blauer, desto schwächer werden jetzt diese Sterne des Horizontalasts (der in Wirklichkeit hier nicht mehr horizontal verläuft). Dann gibt es noch die Unterriesen, die nahtlos an die Roten Riesen anschließen und visuelle Helligkeiten zwischen 16 bis 18 mag aufweisen. Die größte Sternenmenge in M 3 (wie in jedem Kugelsternhaufen) sind aber die lichtschwachen Zwergsterne, die sogenannten "Hauptreihensterne". Ihre Helligkeiten liegen in diesem Diagramm zwischen 19 bis 22 mag, ihre Farben zwischen weißlich-bläulich (B-V = 0,4 mag) bis gelblich (B-V = 0,8 mag). Deutlich wird am oberen Ende der Hauptreihe, dass hier die Unterriesen von der Hauptreihe abknicken und in den Roten Riesenast münden. Es gibt dann noch die "Blauen Nachzügler" (BS = blue stragglers), die als kleiner Sporn am Abknickpunkt sichtbar werden - wenige Sterne, die hier aber nicht zur Diskussion stehen.
Das FHD ist keine visuell im Kugelhaufen sichtbare Struktur. Es demonstriert vielmehr, wie die V-Helligkeiten der M3-Sterne über ihre fotometrisch gemessenen Farben B-V verteilt sind. Diese Messwerte ordnen sich offensichtlich nicht gleichmäßig verteilt im Diagramm an, sondern in klar erkennbaren "Ästen". Rote Riesen sind in M 3 in verschiedenen Helligkeiten enthalten. Ich habe einige hellere in einem Ausschnittsbild (hier klicken) mit roten Zahlen markiert. Zum Haufenzentrum nehmen diese Roten Riesen eindeutig in ihrer Sternendichte zu. Im selben Bild sind auch (mit lichtblauen Zahlen) blaue Horizontalast-Sterne markiert. Sie sind ziemlich gleichmäßig über M 3 verteilt. Und wie das FHD zeigt, sind die Horizontalaststerne etwa 3 mag lichtschwächer als die hellen Roten Riesen.
Meine Anmerkung: Das AdW ist dem Bildautor prächtig gelungen. Es zeigt den Kugelhaufen sehr schön in einem weiteren Umfeld, ist allerdings schon ein Ausschnitt. Die Sternpopulationen lassen sich hinsichtlich ihrer Farbgebung sehr leicht und sicher voneinander unterscheiden. Unsere Gratulation zu diesem überzeugenden Resultat und natürlich auch zum Astrofoto der Woche.
Peter Riepe
Koordinaten J2000.0:
RA = 13 h 42 min 12 s, DE = +28° 22' 38''
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