45. Woche - Messier 31 – unsere Nachbargalaxie

Und wieder zeigen wir ein Standardmotiv als AdW – Messier 31, die Nachbargalaxie unserer Milchstraße. Sie zählt zu den am häufigsten fotografierten Deep-Sky-Objekten. Aber im Laufe der Zeit erscheint ein M31-Bild immer wieder ein wenig anders: Neue Kameras wurden ausprobiert, neue Filter, neue Bildbearbeitungstechniken. Autor des heutigen AdWs ist Robin Peter. Wir begrüßen ihn herzlich als neuen Mann in der Runde der AdW-Astrofotografen. Seine Bildserie entstand im August 2021 in Ammerndorf, einem Ort etwa 12 km westlich von Nürnberg. Teleskop war ein Apochromat Sky-Watcher Evostar 80 ED (Öffnung 80 mm, Brennweite 510 mm) mit einem 0,85-fachen Sky-Watcher Reducer. Als Kamera kam eine Nikon D5100 zum Einsatz, in Vollspektrummodifikation. Alles zusammen sitzt auf einer Montierung des Typs Sky-Watcher Star Adventure, bei der das Autoguiding über ein MGEN 3 läuft. Die Gesamtgalaxie wurde 209 x 60 s mit Hoya UV/IR Cutfilter belichtet, dazu dann 40 x 10 s nur für den Galaxienkern, auch mit Hoya UV/IR Cutfilter. Um die HII-Regionen herauszuarbeiten, wurden mit einem Duo-Filter des Typs Optolong L-extreme noch 70 x 5 min zugelegt. Die Empfindlichkeitseinstellung der Kamera war ISO 1600. Außerdem wurden je 25 Darkflats und 25 Flats benutzt. Das Stacking geschah in Siril, die Bildbearbeitung in Fitswork, Starnet++ und Photoshop CS2.

M 31 wird hier in einem Bildfeld von 2° 23' x 1° 35' gezeigt, Norden liegt auf 11:30 Uhr. Was gibt es im AdW zu sehen? Die Andromedagalaxie zeigt einen sternförmigen Kern. Sehr kontrastreich treten die Spiralarme mit den dazwischen liegenden Dunkelwolken hervor, am stärksten an der Nordwestflanke, aber auch im Südbereich. Die zwei elliptische Begleitgalaxien sind NGC 205 (= M 110) rechts oberhalb der Kernzone, NGC 221 (= M 32) unterhalb. Beide Zwerggalaxien zeigen eine verbogene Form auf Grund der Wechselwirkung mit der Muttergalaxie. Bei NGC 205 werden schwache Gezeitenschweife sichtbar, die im Süden auf M 31 zu und im Norden von ihr weg weisen. Schaut man am Rand von M 31 entlang, so fallen zahlreiche rot leuchtende Nebel auf: allesamt HII-Regionen.

Es ist seit heute erst 95 Jahre her, dass Edwin Hubble seine bahnbrechenden Forschungsergebnisse publizierte: „Extragalactic nebulae“; Astrophys. J. 64, 321-369 (1926). Spiralförmige Nebel – bis zu der Zeit als Objekte unserer Milchstraße (Galaxis) angesehen, wurden plötzlich zu eigenständigen, stellar aufgebauten Welteninseln außerhalb der Galaxis! Wie mag diese Erkenntnis seinerzeit ins Bewusstsein der Gesellschaft „eingeschlagen“ sein? Seit Hubble haben wir über Galaxien und deren Entwicklung extrem viel dazu gelernt. Was wissen wir über M 31 heute? Die Sb-Spiralgalaxie ist um etwa 25% größer als unsere Milchstraße. Die Entfernung ist inzwischen recht genau bekannt: Astronomen gehen heute von 2,55 Mio. Lj aus (McConnachie et al. 2005 und 2018). M 31 fliegt auf uns zu – mit 300 km/s. Das ist schnell. Aber treffen werden sich M 31 und Milchstraße erst in einigen Milliarden Jahren.

Die Andromedagalaxie wird von einem riesigen Halo umgeben (der Halo, nicht das Halo). Darunter versteht man eine Fülle aus schwachen Einzelsternen, Kugelsternhaufen, Begleitgalaxien und Gas. Der Halodurchmesser liegt bei ca. 12°. Ein wesentliches Projekt zur Halo-Forschung bei M 31 ist der „Pan-Andromeda Archaeological Survey“ (PandAS). Am Canadian France Hawaii Telescope auf Hawai (CFHT) erreichte dieses Projekt seine größten Erfolge, die in vielen Einzelpublikationen mündeten. Hier sollen jetzt einmal die Sternströme besprochen werden, die seit 2003 mit der MegaCam des CFHT (36 CCDs von 2048 px × 4612 px) Zug um Zug besser erforscht werden konnten. Eine umwerfende Arbeit von A.W. McConnachie et al. lautet: „The large-scale structure of the halo of the Andromeda galaxy. II. Hierarchical structure in the Pan-Andromeda Archaeological Survey“; Astrophys. J. 868, 55 (11/2018), auf Deutsch: „Die großräumige Halo-Struktur der Anadromedagalaxie – hierarchische Strukturen im Pan-Andromeda Archaeological Survey.“ Das Zusatzbild 1 aus dieser Arbeit zeigt, welche Sternströme in den vergangenen 3 bis 4 Milliarden Jahren um M 31 herum entstanden sind. Sternströme sind die langgezogenen stellaren Überreste ehemaliger Zwerggalaxien, die M 31 zu nahe kamen und dann kannibalisch von M 31 „verspeist“ wurden – mit allem, was sie an eigenen Objekten enthielten. Ich habe die wichtigsten Sternströme einmal in gelb eingetragen – vielleicht dürfte das für den ein oder anderen Leser neu sein. Astrofotografisch sind solche Sternströme auch für Amateure machbar, allerdings mit lichtstarker Optik, empfindlichen Detektoren, langen Belichtungszeiten und absolut korrekter Bildbearbeitung. Na – macht das Appetit?

Die oben bereits erwähnten HII-Regionen wurden schon vor vielen Jahren intensiv untersucht. Edwin Hubble äußerte 1929, dass im Andromedanebel keine Gasnebel beobachtet werden könnten. Angestachelt durch dieses Statement verfassten Walter Baade und Halton C. Arp später: „Positions of emission nebulae in M 31“; Astrophys. J. 139, 1027-1044 (1964). Ihr „Arbeitsgerät“ war das 2,5-m-Teleskop auf dem Mt. Wilson. Insgesamt wurden 688 HII-Regionen gefunden, sie wurden mit einer Genauigkeit von ±0,3'' in Rektaszension und Deklination vermessen und katalogisiert. Bitte jetzt das Origibnalbild herunterladen und ins Detail gehen: Bei den nachfolgenden Pixelkoordinaten sind rot leuchtend einige Baade-Arp-Nebel (BA) zu erkennen:

BA 1-577   (1654/645)
BA 1-565   (1938/711)
BA 1-534   (2185/1035)
BA 1-437   (3024/1847)
BA 1-289   (2917/2260)

Es liegt mir bereits eine AdW-Einsendung vor, die im Januar 2022 gezeigt wird. Da geht es dann mit HII-Regionen weiter.

Anmerkungen: M 31 besitzt eine große Flächenhelligkeit, hat aber im Außenbereich viele schwache Strukturen und Details aufzuweisen. So suche ich vergeblich nach der Zwerggalaxie Andromeda IV, die im Bild bei (2656/2860) stehen müsste. Hat die Belichtungszeit doch noch nicht gereicht oder fiel die Galaxie dem aufgehellten Himmelshintergrund (Nähe von Nürnberg) zum Opfer? Robin Peter hat mir zwei verschiedene Bildversionen zugeschickt: eine erste ohne die Filterung per Duo-Filter, die zweite jetzt hier gezeigte mit Duo-Filter (Zusatzbild 2). Die roten HII-Regionen sind sehr schön auszumachen. Aber auch der gesamte Galaxienkörper ist entschieden röter geworden. Aber darüber muss nicht diskutiert werden – RGB-Aufnahmen mit Schmalbandaufnahmen kombiniert sind immer Falschfarbendarstellungen und werden deshalb immer divers ausfallen. Und dennoch ist es schön zu erfahren, was die schmalbandige Filterung objektbezogen eingebracht hat. Robin Peter unsere Gratulation zu diesem wirkungsvollen Bild … und natürlich zum AdW.

Peter Riepe
Bildautor: Robin Peter

Objektkoordinaten (J2000):
RA = 00 h 42 min 44,3 s, Dec = +41° 16´ 08´´

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