26. Woche - Die Galaxien Messier 100 und NGC 4312

Bildautor: Jens Zippel

Messier 100 (NGC 4321), eine prächtige Sc-Spiralgalaxie, steht zusammen mit ihrer beinahe edge-on-Nachbarin NGC 4312 in Richtung Virgohaufen. Im aktuellen AdW, das von Jens Zippel stammt, sind beide Galaxien ziemlich zentral angeordnet. Norden liegt oben und Osten links bei einem Bildfeld von 57' x 44'. Die Aufnahmeserie zum Bild entstand nahe der norddeutschen Großstadt Bremen. Aufnahmedatum war der 08.04.2019, Aufnahmeteleskop ein Lacerta-Newton 250 mm/1000 mm. Mit einer ASI 1600 MMC wurde wie folgt belichtet: Luminanz 80 x 180 s (Astrodon Luminance E-Series), RGB insgesamt 134 x 180 s (Astrodon RGB E-Series). Die Gesamtbelichtungszeit betrug demnach 10,7 Std. Teleskop und Kamera befinden sich in der Gartensternwarte des Bildautors auf einer EQ8-Montierung. Der Autor schreibt: "Es herrschten etwas ungünstige Himmelsbedingungen (leichter Dunst, hohe Luftfeuchte) und einige Lichtverschmutzung durch die Nachbarschaft."

Jetzt wie üblich einige Fakten zum Aufnahmeobjekt selbst. Der Virgohaufen ist einer der größeren Galaxienhaufen. Die Entfernungsbestimmung bleibt problematisch. Für Spiralgalaxien schwanken die Entfernungsangaben zwischen 50 und 80 Millionen Lichtjahren. Das ist nicht verwunderlich, denn die Spiralgalaxien befinden sich überwiegend schalenförmig in den Außenbezirken des Haufens angeordnet [A. Dressler, 1980: Galaxy morphology in rich clusters, Astrophys. J. 236, 351]. Etwa 1300 Einzelgalaxien aller Größen und Typen sind im komplexen Virgohaufen nachweisbar. Ob NGC 4312 tatsächlich zum Virgohaufen gehört oder weit im Vordergrund steht, darf man ruhig fragen, denn ihre Radialgeschwindigkeit von 153 km/s beträgt nur einen Bruchteil der Radialgeschwindigkeit von M 100 mit 1571 km/s (NASA Extragalactic Database). Dieser letztgenannte Wert entspricht etwa der mittleren Radialgeschwindigkeit des Virgohaufens. M 100 zeigt fein strukturierte Spiralarme, an denen schwächste Gezeitenarme übergangslos ansetzen. Das kontrastverstärkte Schwarzweißbild (hier klicken) zeigt, dass diese Gezeitenarme sich weit um den Galaxienkörper wickeln. Das passt gut zu radioastronomischen Erkenntnissen, wonach M 100 von einer ausgedehnten Scheibe aus neutralem Wasserstoff umgeben ist [A. Chung et al., 2009: VLA Imaging of Virgo Spirals in Atomic Gas (VIVA); Astron. J. 138, 1741]. Während die üblichen astronomischen Datenbanken für M 100 einen scheinbaren Durchmesser von 7,6´ x 6,8' angeben (hier: Simbad), lässt sich im AdW ein Durchmesser von 12,3´ nachmessen. Die Galaxie ist demnach erheblich größer. Dieser Sachverhalt ist uns in den bisherigen AdWs schon mehrfach begegnet. Damit lässt sich jetzt der wahre Galaxiendurchmesser von M 100 errechnen, wobei man 65 Mio. Lj als Entfernung zugrunde legen sollte. So ergeben sich bemerkenswerte 230.000 Lj, aber wegen der Gezeitenarme darf das nicht verwundern. Und jeder kann auf so simple Art Objektdaten aus seinen Aufnahmen gewinnen!

Im Kerngebiet von M 100 wurde eine 26 Bogensekunden große blaue, ovale Struktur entdeckt. Sie ist eindeutig auf Sternentstehung zurückzuführen, wie professionelle Hα-Messungen bestätigen. Im AdW ist diese ovale Ringstruktur um den hellen Kern wegen des dortigen hohen Kontrastes überbelichtet. M 100 hat den Farbindex B-V ~ 0,7 mag. Sie ist demnach im Mittel weißlich, d.h. der gelbliche Zentralbereich und die blauen Spiralarme neutralisieren sich.

Ein Wort auch zu den wenig beachteten Mitgliedern des Virgohaufens, den Zwerggalaxien. Sie fallen dem interessierten Leser als kleine „Fussel“ um M 100 auf. Zwerggalaxien repräsentieren die ältesten stellaren Systeme eines Galaxienhaufens. Ihre Gestalt kann irregulär oder elliptisch sein. Als Zwerge bezeichnet man Galaxien mit einer absoluten Helligkeit von -16 mag oder schwächer (Anmerkung: -16 mag bedeuten etwa 1 Prozent der Leuchtkraft unserer Milchstraße). Die sphäroiden Zwerge (engl. spheroidal) vom Typ dSph reichen mit ihrem kugelähnlichen Aufbau bis zu dermaßen geringen Leuchtkräften hinab, dass sie in ihrer stellaren Masse (nicht in ihrer Ausdehnung) schon mit Kugelsternhaufen vergleichbar werden.

Östlich von M 100 bei den Pixelkoordinaten (582/497) liegt NGC 4328 (= VCC 634, Typ dE1), eine elliptische Zwerggalaxie mit Kern. Ihre Fluchtgeschwindigkeit beträgt nur 488 km/s, also 1083 km/s weniger als bei M 100. So gesehen steht sie vermutlich im Vordergrund vor dem Virgohaufen. Knapp nordnordöstlich von M 100 liegt bei (730/324) eine weitere elliptische Zwerggalaxie, NGC 4322 (= VCC 608, Typ dE4). Ihre Radialgeschwindigkeit von 1798 km/s legt nahe, ein Begleiter von M 100 zu sein. Ihre verbogene Gestalt deutet auf eine starke Wechselwirkung mit der Muttergalaxie hin. Womöglich sind es NGC 4322 und NGC 4328, die die Gezeitenarme von M 100 erzeugt hat. Das kontrastverstärkte Klickbild lässt diese Vermutung plausibel erscheinen.

Westlich bis südwestlich von M 100 bilden vier weitere Galaxien ein ungefähres Rechteck. Die hellste davon ist IC 783 (= VCC 490, Typ dS0) bei (1402/649). Ihre Radialgeschwindigkeit beträgt 1290 km/s. Sie ist gut 60 Millionen Lj entfernt [H. Jerjen et al., 2004: Distances, Metallicities, and Ages of Dwarf Elliptical Galaxies in the Virgo Cluster from Surface Brightness Fluctuations; Astronom. J. 127, 771]. IC 783 steht demnach im Virgohaufen. Von ihr aus ein Stück südöstlich bei (1281/849) finden wir UGC 7425 (= VCC 510, Typ dE3 mit Kern). Dem Bild nach könnte man eine ähnliche Entfernung wie bei IC 783 vermuten, aber das trügt: Mit 804 km/s liegt UGC 7425 vermutlich eher zwischen uns und dem Virgohaufen. Von dort aus in halber Richtung zu M 100 findet man die elliptische Zwerggalaxie IC 783A (= VCC 545, Typ dE2 mit Kern). Sie flieht mit 1157 km/s und dürfte damit ebenfalls knapp vor dem Virgohaufen liegen. Interessant ist die vierte, sehr diffuse irreguläre Galaxie LEDA 40045 (= GR 34, VCC 550) bei (1167/540). Ihre Fluchtgeschwindigkeit von 1295 km/s kommt schon nahe an die von M 100 heran. Doch anderen Messmethoden zufolge liegt LEDA 40045 etwa auf halbem Wege weit vor dem Virgohaufen. Diese Beispiele sollen bewusst machen, dass die Zwerggalaxien des Virgohaufens in ihren Geschwindigkeiten und Raumlagen breit streuen. Interessant ist, dass offenbar zahlreiche von ihnen von außen in den Virgohaufen eingefallen sind und so im Laufe der Zeit sein Wachstum gefördert haben.

Wir bedanken uns bei Jens Zippel für dieses technisch gute Bild und gratulieren zum Astrofoto der Woche.

Peter Riepe

Koordinaten J2000.0:
RA = 12 h 22 min 54,9 s, DE = +15° 49' 20''

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