September 2007 – Der Planetarische Nebel NGC 7008

9. März 2008 - g.grutzeck

NGC 7008 hat die Koordinaten RA = 21 h 00 min 32,5 s und DEK = +54° 32′ 36”. Im Katalog von Agnes Acker et al. [1] trägt er auch die Bezeichnung PN G093.4+05.4 (93,4° galaktischer Länge und 5,4° galaktischer Breite). Bei Abmessungen von 98” x 75” und einer scheinbaren Helligkeit von 10,7 mag kommt NGC 7008 auf eine durchschnittliche Flächenhelligkeit von 20,1 mag pro Quadratbogensekunde, ist also kein schwieriges Objekt..
Visuelle Beobachter, denen zur Kontraststeigerung ein UHC-Filter gute Dienste leistet, schildern NGC 7008 als ein nach Osten offenes Scheibchen, das sich direkt nördlich an einen Doppelstern anschließt. Dessen hellere Komponente ist HD 235422 (auch CCDM J21006+5432A), ein orangefarbener Stern vom Spektraltyp K7 mit 9,5 mag. Sein Begleiter CCDM J21006+5432B ist 10,2 mag hell. Beide Sterne liegen in Nordsüdrichtung und stehen knapp 18” auseinander.
NGC 7008 besitzt einen Zentralstern mit der Katalognummer AG82 417, er hat scheinbare Helligkeiten von B = 13,75 mag und V = 13,23 mag. Nach dem Farbindex B-V = 0,52 mag ist er also weißlichblau, was jedoch mit dem Spektraltyp O7 nicht ganz in Übereinklang steht. In der Regel sind O-Sterne nämlich kräftig blau mit Farbindizes von 0 und kleiner. Die Zentralsterne aller PN sind fortgeschritten in ihrer Entwicklung. Sie haben vor längeren Zeiten ihre äußeren Atmosphärenschichten abgestoßen, und diese umgeben sie nun als leuchtende Hüllen. Da die PN-Zentralsterne kräftige Sternwinde aussenden, expandieren die Hüllen. Bei NGC 7008 geschieht dies mit etwa 40 km/s. Etliche PN besitzen neben ihren Hüllen auch noch äußere Halos, deren Bildung vor noch längeren Zeiten geschah [2]. Bisher ist aber bei NGC 7008 noch kein äußerer Halo bekannt geworden.

He II

468,6

14,1

[O III]

436,3

1,4

[O III]

500,7

100

He I

587,6

1

H-Alpha

656,3

7

[N II]

658,4

9,6

[S II]

671,7

[S II]

673,1

Tab. 1: Relative Linienstärken in NGC 7008 (in Anlehnung an [1])

Der Zentralstern eines Planetarischen Nebels hat sein Strahlungsmaximum gewöhnlich im UV-Bereich. Seine starke UV-Strahlung regt die Atome der umgebenden Gashülle an und ionisiert sie. Bei der Rekombination wird diese Anregungsenergie wieder frei, und zwar als Licht diskreter Wellenlängen (Emissionslinien). So besteht das Licht der leuchtenden PN-Hülle aus charakteristischen, unterschiedlich starken Emissionslinien, die von verschiedenen chemischen Elementen stammen. Ihre relativen Stärken sind in der nebenstehenden Tab. 1 aufgelistet. Hierzu habe ich die Originalwerte von [1] in Prozentwerte umgerechnet.
NGC 7008 leuchtet am stärksten im Lichte des zweifach ionisierten Sauerstoffs [O III] bei 500,7 nm. Da diese Emissionslinie “verboten” ist, wird sie mit eckigen Klammern notiert. Gewöhnlich tritt [O III] immer als Doublett (Doppellinie) auf, es gehört also noch eine zweite, benachbarte [O III]-Linie hinzu. Sie strahlt auch recht stark bei 495,9 nm Wellenlänge, fehlt jedoch in der Auflistung von [1]. Das Licht des blaugrünen [O III]-Doubletts ist – neben dem blauen H-Beta-Licht – im Wesentlichen für die visuelle Sichtbarkeit der meisten PN verantwortlich. Am zweitstärksten in NGC 7008 ist die Emission des einfach ionisierten Wasserstoffs H II bei 656,3 nm (keine “verbotene” Linie, daher keine eckigen Klammern!). Sie ist allen besser unter der Bezeichnung H-Alpha bekannt. Die drittstärkste Emission wird bei 468,6 nm Wellenlänge erzeugt und stammt vom einfach ionisierten Helium He II. NGC 7008 ist ein relativ starker He-II-Strahler [3]. Dieses blaue Licht trägt geringfügig zur visuellen Wahrnehmbarkeit bei, ebenso wie die bei [1] leider nicht aufgeführte H-Beta-Linie bei 486,1 nm. Man kann deren Stärke jedoch auf ungefähr ein Drittel der H-Alpha-Intensität beziffern.
Von Interesse dürfte auch sein, dass die PN oftmals eine merkliche verbotene Emission des einfach ionisierten Stickstoffs besitzen. Sie macht bei NGC 7008 immerhin 13% der H-Alpha-Intensität aus, wirkt sich also fotografisch aus. Genau genommen ist außer [N II] bei 658,4 nm (knapp “oberhalb” von H-Alpha) noch eine weitere [N II]-Linie bei 654,8 nm vorhanden (knapp “unterhalb” von H-Alpha). Auf sie wird in [1] aber auch nicht eingegangen. Ebenso ist das in Supernova-Überresten präsente Schwefellicht [S II] bei 671,7/673,1 nm in NGC 7008 nicht aufgeführt. Es bleibt unklar, ob dieser Sachverhalt nicht untersucht wurde oder ob die [S II]-Intensität von NGC 7008 bedeutungslos gering ist.
Eine Angabe zum Schluss, was die reellen Maße von NGC 7008 betrifft. Der PN ist etwa 860 pc entfernt [4], was 2805 Lichtjahren entspricht. Rechnet man dies auf die scheinbare Größe von 98” um, ergibt sich ein wahrer Durchmesser von 1,3 Lichtjahren.
Und jetzt ran an die Teleskope! NGC 7008 steht im Moment günstig.

Bild 1 Bild 2
Abb. 1:
Jörg Zborowska setzte ein Celestron 14 bei f = 3910 mm ein. Mit einer OES Megatek plus UHC-Filter (Astronomik) wurden 4 Bilder zu je 10 min belichtet und zu einem monochromen Komposit gemittelt
Abb. 2:
Oliver Schneider fotografierte mit einem 12-zölligen Newton (Firma AOM). Die CCD-Kamera SBIG ST-7e war ein Leihgerät von Jörg Strunk. Bei f/4,5 wurde mit den Filtern Baader UV / IR Cut und Idas LPS folgendermaßen belichtet: Luminanz 30 min, R und G ebenfalls 30 min, B 50 min bei 2-fachem Binning. Aufnahmeort war seine Balkonsternwarte Leopoldshöhe.
Bild 3 Bild 4
Abb. 3:
Andreas Rörig nahm NGC 7008 in Wilsenroth / Westerwald auf. Sein Celestron 11 sitzt auf einer Montierung Alt 5 ADN. Als Kamera diente eine Starlight Xpress MX916. Belichtungszeiten bei f/10: L = 9 x 700 s, RGB jeweils 6 x 300 s.
Abb. 4:
Auf dem Kleinen Feldberg steht das 60-cm-Teleskop des Physikalischen Vereins Frankfurt. Sighard Schraebler nutzte es in Verbindung mit einer Canon EOS 20Da bei ISO 3200 und belichtete 17 x 1 min bei 3-minütigen Darkfields.
Bild 5 Bild 6
Abb. 5:
In Burghausen hat Bernd Wallner sein 60-cm-Cassegrainteleskop. Zur Aufnahme von NGC 7008 saß die ST-10XME mit Farbfilterrad im Sekundärfokus bei f = 4,8 m. Als Filter kam der LRGB-Satz von Astronomik, Typ II C, zum Einsatz. Die Belichtungszeiten: L = 11 x 240 s, R = 8 x 240 s, G = 8 x 240 s, B = 7 x 240 s. Alle Aufnahmen ohne Binning.
Abb. 6:
Gundbert Banik und Ralf Mündlein nahmen NGC 7008 mit einem 14-zölligen Ritchey-Chrétien-Teleskop bei f/10 auf. Mit einer ST-8 XME wurde bei diesigem Himmel folgendermaßen belichtet: L = 20 x 5 min ohne Binning, alle Farbauszüge mit 2×2-Binng: R = 6 x 5 min, G = 5 x 5 min, B = 12 x 5 min, H-Alpha = 3 x 5 min, H-Beta = 1 x 5 min, [O III] = 4 x 5 min und [S II] = 1 x 5 min.
Bild 7 Bild 8
Abb. 7:
Autoren dieses Bildes sind Donn und Aaron Starkey/Adam Block/NOAO/AURA/NSF. Benutzt wurde ein 20-zölliges RC-Teleskop Optical Systems (f/8,4), Montierung Paramount ME Robotic, CCD-Kamera SBIG ST-10XME mit Farbfilterrad. Zur Belichtung geben die Autoren an: Luminance = none binned 1×1, Red = 20 minutes binned 1×1, Green = 20 minutes binned 1×1, Blue = 20 minutes binned 1×1. Redaktionelle Anmerkung: Wie jetzt das Luminanzbild tatsächlich belichtet wurde, ist nicht klar. Gebinnt wurde offenbar in keinem Kanal, obwohl das Wort immer wieder auftaucht. Von 1×1-Binning zu reden, ist fragwürdig.
Abb. 8:
Mit einem 300-mm-Schiefspiegler wurde bei 6 m Brennweite das Luminanzbild ohne Binning 20 x 5 min belichtet. Ein 380-mm-Newton stand für die Farbauszüge zur Verfügung. Bei 2-fachem Binning wurde belichtet: R und G je 5 x 5 min, B mit 4 x 5 min. Als Kamera kam eine SBIG ST-10XME zum Einsatz, mitsamt Farbfilterrad und AO7. Die Filter sind von AstroDon. Bildautoren: Bernd Flach-Wilken und Volker Wendel.

Quellen:
[1] A. Acker et al.: Strasbourg-ESO Catalogue of galactic Planetary Nebulae, I+II; ESO 1992
[2] B. Balick, G. Gonzalez, A. Frank, G. Jacoby: Stellar wind paleontology. II. Faint halos and historical mass ejection in planetary nebulae; ApJ 392, 582-596 (6/1992)
[3] R. Tylenda, G. Stasinska, A. Acker, B. Stenholm: A catalogue HeII 4686 line intensities in Galactic planetary nebulae; A&A Suppl. Ser. 106, 559-571 (1994)
[4] J.H. Cahn, J.B. Kaler, L. Stanghellini: A catalogue of absolute fluxes and distances of planetary nebulae; A&A Suppl. Ser. 94, 399 (1992).