Juni/Juli 2007 – Die Galaxie M 64, das “schwarze Auge” im Haar der Berenike

9. März 2008 - g.grutzeck

Richtet man im Frühling seinen Blick an den Sternenhimmel, so findet man zwischen den Sternbildern Löwe und dem Bärenhüter/Bootes das Sternbild Coma Berenices / Haar der Berenike. In Sternkarten ist dieses eher unscheinbare Sternbild mit der Abkürzung “COM” zu finden. In diesem Sternbild sind sehr viele Galaxien enthalten, unter anderem der Galaxienhaufen Abell 1656. Auch der Virgohaufen ragt mit seinem nördlichen Bereich in das Haar der Berenice hinein. Ferner befindet sich dort der offene Sternhaufen Mel 111, der schon mit bloßem Auge bei dunklem Himmel zu sehen ist.
Nordwestlich des Hauptsternes a des Sternbildes Haar der Berenike findet man die Galaxie M 64, (alternativ NGC 4826, UGC 8062, IRAS 12542+2157 sowie eine Vielzahl anderer Bezeichnungen gemäß der NASA/IPAC Extragalactic Database [1] ). Diese von dem deutschen Astronomen Johann Elert Bode [2] am 4. April 1779 entdeckte Galaxie wurde eigentlich schon 12 Tage früher von dem Englischen Astronomen Edward Pigott beobachtet. Dieser veröffentlichte seine Entdeckung aber erst im Jahre 1781, so dass Bode bis heute als Entdecker gilt. Charles Messier beobachtete die Galaxie [3, 4, 5] im Januar 1780 und gab ihr die Nummer 64. M 64 wird in amerikanisch sprachigen astronomischen Katalogen auch als “Black Eye Galaxy” oder ” Sleeping Beauty Galaxy” bezeichnet und ist unter dem ersten Namen sehr bekannt geworden.
Die Koordinaten (2000.0) von M 64 sind: RA = 12 h 57 min 07 s, DEK = +21° 38´ 33´´. Die Spiralgalaxie vom Typ Sab hat eine scheinbare Helligkeit von 8,8 mag und einen scheinbaren Durchmesser von 10´ x 5,4´, wobei diese Angaben von Katalog zu Katalog schwanken. Die Entfernung von M 64 wird je nach Katalog mit 13 bis 40 Millionen Lichtjahren Entfernung angegeben. Bei einer Entfernung von 20 Millionen Lichtjahren würde der oben genannte scheinbare Durchmesser einem echten Durchmesser von 58.000 Lichtjahren entsprechen.
M 64 hat ihren Namen “Black-Eye-Galaxie” durch eine markante Staubstruktur im inneren Bereich erhalten, die an ein Auge mit der Augenbraue erinnert. Diese Staubstruktur verdeckt das Licht der dahinter stehenden Sterne in der Galaxie und erscheint dadurch dunkel davor stehend. M 64 besitzt sehr feine Spiralarme, die sich um den inneren und helleren Bereich winden, aber dabei keine ausgeprägten Strukturen wie H II-Gebiete, Sternwolken oder Staubstrukturen zeigen.
Untersuchungen am Very Large Array in New Mexico und dem Westerbork Synthesis Radio Telescope in den Niederlanden haben ergeben, dass der neutrale Wasserstoff in der Außenscheibe der Galaxie entgegengesetzt zur Kernzone rotiert [6] . Es wird vermutet, dass M 64 eine kleinere, gasreiche Zwerggalaxie eingefangen hat. Die andere Drehrichtung dieser Galaxie verursachte beim Verschmelzen mit M 64 vermutlich die konträre Rotation der äußeren Scheibe.
Weitere Untersuchungen [7] , die ionisiertes Gas am Übergang der Drehrichtung des Gases betreffen, zeichnen folgendes Bild: In der inneren Scheibe, die das markante Staubband mit einschließt, rotieren die Sterne und Staub mit dem Gas in gleicher Richtung um den Kern. In einer Übergangszone, die vom äußeren Rand des Staubbandes bis in ca. 500 Parsec Entfernung vom Kern reicht, wird das rotierende Gas abgebremst und in eine andere Drehrichtung versetzt. Ein Teil dieser Gasbestandteile bewegen sich allerdings in Richtung Galaxiekern. Diesen Wechsel der Drehrichtung macht nur das Gas durch, die Sterne bleiben in ihrer Drehrichtung um den Kern gleich. Außerhalb dieser Wechselzone rotiert nun das Gas entgegengesetzt der inneren Gasscheibe. Die Sterne in dieser Region behalten ihre Bewegung bei, sie können allerdings keine Spiralarme mehr ausbilden. M 64 besitzt genau wie unsere eigene Milchstraße riesige molekulare Wolken aus CO, HCN etc. Diese scheinen allerdings nicht so sehr “verklumpt” zu sein wie bei unserer Milchstraße [8].
M 64 ist schon auf sehr kurz belichteten Aufnahmen mit dem “schwarzen Auge” zu sehen (Abb. 1). Länger belichtete Aufnahmen zeigen, dass die Galaxie sehr abgegrenzt erscheint und nicht wie andere Galaxien weite Ausläufer und markante Spiralarme hat (Abb. 2 – 5). Sehr tiefe Aufnahmen zeichnen eine äußere, ringförmige Struktur auf, die den hellen Teil umgibt (Abb. 6 – 8). Typische Erscheinungsformen wie Ha-Gebiete, Staubformationen etc. fehlen in den äußeren Regionen ganz. Nur im Kerngebiet sind bei hoher Auflösung sehr feine Details zu sehen (Abb. 9 – 15).

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Abb. 1:
Peter Heinzen belichtete 120 s mit einem Refraktor 100 mm/640 mm und einer Canon EOS 300D bei ISO 1600.
Abb. 2:
Am 13.04.2007 sammelte Gido Weselowski mit einem Pentax-Refraktor 105 SD und einer Farb-CCD-Kamera AL6CCD von Astrolumina 2 h lang Photonen. Oben links sieht man den Asteroiden (148) Gallia als Strichspur.
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Abb. 3:
Harald Strauß nahm M 64 am 19.05.2001 mit seiner ST-7 für 4 x 10 min auf. Er verwendete ein LX 200 bei 1625 mm Brennweite auf der Sternwarte Gahberg in 860 m Höhe.
Abb. 4:
Am 19.05.2001 arbeiteten Harald Strauß und Klaus Eder zusammen. Nach 300 s und 3 x 900 s mit einer ST-7 durch einen 14"-Hypergraphen bei 1020 mm Brennweite entstand dieses Bild, ebenfalls von der Sternwarte Gahberg aus.
Bild 5 Bild 6
Abb. 5:
Mit einem Meade 12"-Schmidt-Cassegrain-Teleskop und einer Canon EOS 20Da belichtete Bruno Mattern am 16.02.2007 jeweils 2 x 8 min und 1 x 6 min.
Abb. 6:
Gerald Willems, ausgerüstet mit seinem 10"-Newton bei 1200 mm Brennweite, fertigte dieses LRGB-Bild mit L = 8 x 10 min und ein RGB mit jeweils 6 x 6 min mit einer Atik 16 HR.
Bild 7 Bild 8
Abb. 7:
Günter Kerschhuber erstellte mit einem Intes MK69 mit 900 mm Brennweite und einer SXV-H9 eine LRGB-Aufnahme mit L = 145 min sowie das RGB 20/21/25 min im 2×2-Binningmodus am 21.04.2006 in Kirchdorf.
Abb. 8:
An einem C 14 bei 2400 mm Brennweite entstand diese M 64 Aufnahme von bernard Brauner aus Herford. Es wurde ein L = 5 mal 10 min sowie ein RGB mit jeweils 5 x 5 min im 2×2 Binningmodus belichtet.
Bild 9 Bild 10
Abb. 9:
Sighard Schraebler richtete ein 60 cm Spiegelteleskop des Physikalischen Vereins Frankfurt auf die Galaxie und es entstand mit einer Eos 20da bei 3200 Asa und 2 x 2 min dieses Bild
Abb. 10:
An einem N440 Teleskop belichtete Manfred Wolf bei 2003mm Brennweite am 14.04.2007 mit seiner SC 2 Webcam durch einen IR Sperrfilter. Zwei Serien a 40 x 35,5s Belichtungszeit wurden addiert.
Bild 11 Bild 12
Abb. 11:
Gundbert Banik setzte seinen 12″-RC bei 2400 mm Brennweite auf einer Fornax 50 Montierung ein. Bei einem FWHM von 2,7" wählte er für seine ST-8XME folgende Belichtungszeiten: LRGB mit L = 6 x 300 s und RG mit jeweils 5 x 300 s sowie B mit 8 x 300 s.
Abb. 12:
Volker Wendel belichtete mit einer ST-10XME an einem 15"-Newton mit 3050 mm Brennweite und Astro Don RGB-Filtern ein LRGB mit L = 11 x 300 s und RGB jeweils 3 x 600 s im zweifachen Binningmodus.
Bild 13 Bild 14
Abb. 13:
Am Skinakas-Observatorium, Kreta/Griechenland, wurde mit einer SBIG ST-L 110000M und SBIG LRGB Filtersatz von Stefan Binnewies, Josef Pöpsel und Rainer Sparenberg ein LRGB belichtet mit jeweils L = 12 x 10 min (ohne Binning) und dem RGB je 3 x 10 min (zweifaches Binning). Ein 60cm-Hypergraph mit 4938 mm Brennweite kam zum Einsatz, Aufnahmetage waren der 15. und 16. Mai 2007. Bildbearbeitung von Stefan Heutz.
Abb. 14:
Ausschnitt aus dem Bild von Stefan Binnewies, Josef Pöpsel, Rainer Sparenberg und Stefan Heutz.
Bild 15  
Abb. 15:
Am 2m-Teleskop (Faulkes North auf Hawaii) wurde von Sighard Schraebler bei f/10 mit einer UKRTOC benannten Kamera dieses M 64 Bild aufgenommen. Diese Tiefkühl CCD-Kamera wurde durch verschiedene Farbfilter, und zwar R, V und B, wobei der V Filter anstatt eines G Filters benutzt wurde, mit dem Licht der Galaxie beschickt. Es wurden jeweils 68 x 50 sek. mit jedem Filter belichtet.
 

Quellen:
[1] http://nedwww.ipac.caltech.edu/ [2] http://seds.lpl.arizona.edu/messier/xtra/Bios/pigott.html [3] http://de.wikipedia.org/wiki/Johann_Elert_Bode [4] http://www.astronomie.de/galerie/projekte/messier/lebenslauf.htm [5] http://www.seds.org/messier/xtra/history/biograph.html [6] Braun, R.; Walterbos, R. A. M.; Kennicutt, R. C. (1992): Counter-rotating gaseous disks in the “Evil Eye” galaxy NGC 4826; Nature 360, 442-444
[7] Rubin, V.C. (1994): Kinematics of NGC 4826: a sleeping beauty, not an evil eye; AJ 107, 173-183
[8] E. Rosolowsky and L.Blitz: Giant Molecular Clouds in M64; AJ 623:826_845, 2005 April 20