August/September 2009: NGC 4725 – kein Einzelgänger

30. September 2009 - g.grutzeck

NGC 4725 liegt im Sternbild Coma Berenices. Ihre Koordinaten sind: RA = 12 h 50 min 27 s, DEK = 25° 30′ 02". Schaut man in den "Carnegie Atlas of Galaxies", ein wirklich empfehlenswertes Standardwerk für Liebhaber von Galaxien (!), so wird NGC 4725 vom Typus her zwischen Sb und SBb eingeordnet [1]. Die wunderschöne Spiralgalaxie zeigt einen hellen, kleinen Kern. Astronomen haben festgestellt, dass es sich um einen aktiven Kern handelt (AGN = active galactic nucleus). Wegen dieses aktiven Kerns wird NGC 4725 auch den Seyfert-Galaxien zugerechnet (Typ 2). Sie besitzt einen schwachen Balken, aber mit einer ziemlich geringen Flächenhelligkeit. Die Arme sind ausgeprägt und von der Flächenhelligkeit her merklich heller als der Balken. Sie treten bei klarem Himmel visuell schon mit 200 mm Öffnung deutlich in Erscheinung. Interessant ist, dass die inneren Arme einen nahezu geschlossenen Ring bilden. Weiter nach außen setzen sich dann sehr lichtschwache Arme fort, was auf allen unseren Aufnahmen (Abb. 1 – 4) erkennbar ist.
In einer Untersuchung an 78 Balkenspiralgalaxien wird berichtet, dass nahezu 80% der Seyfert-Galaxien den Balkenspiralen zugeordnet werden können [2]. Ferner haben Galaxien des Typs Seyfert 2 rein statistisch gesehen den größten Überschuss an Begleitgalaxien. Ob insofern ein Zusammenhang zwischen AGN, Balken und Begleitgalaxien besteht, ist in der Astrophysik immer noch ein Thema. Vielleicht sorgt die gravitative Wechselwirkung mit für die Ausprägung von Balken und aktivem Kern.
Der scheinbare Durchmesser von NGC 4725 beträgt 11′ x 7,9′ bei einer scheinbaren Helligkeit von 9,2 mag. Aus der Radialgeschwindigkeit der Galaxie kann jeder von uns eine Entfernung von etwa 55 Millionen Lj ableiten. Wie macht man das?
Zunächst braucht man die Radialgeschwindigkeit, mit der sich die Galaxie entfernt. Die Datenbank SIMBAD beispielsweise gibt an: v = 1207 km/s [3]. Ferner brauche ich die Hubble-Konstante H0. Der aktuellste Wert dürfte sein: H0 = (72 ± 8) km/s/Mpc [4]. Ein Mpc (Megaparsec) sind 3,262 Millionen Lj. Jetzt wird die Radialgeschwindigkeit durch die Hubble-Konstante dividiert. Es ergibt sich: 1207 km/s : 72 km/s/Mpc = 16,76 Mpc = 54,7 Millionen Lj. Andere Quellen gehen auf die Entfernungsbestimmung durch Cepheiden zurück und nennen Entfernungen um 12,8 Mpc [5], d.h. 42 Millionen Lj. Für den wahren Durchmesser bedeutet das eine stattliche Ausdehnung von 175.000 bis 134.000 Lj. Demnach ist NGC 4725 wesentlich größer als unsere Milchstraße.
Im Jahre 1999 wurde in NGC 4725 die Supernova SN 1999 gs gefunden. Dies erfolgte im Rahmen des "Lick Observatory Supernova Search" (LOSS) mit dem Katzman Automatic Imaging Telescope (KAIT, 80 cm Öffnung). Die SN stand 3" westlich und 105" südlich des Kerns und kam am Entdeckungstag auf etwa 19,3 mag. Im IAU-Zirkular No. 7345 vom 14. Januar 2000 wird diese Supernova als sehr alt bezeichnet. Das bedeutet, dass sie zur Ausbruchszeit sehr viel heller gewesen sein muss. Eine Supernova des Typs Ia hätte in der Entfernung von NGC 4725 eine scheinbare Helligkeit um die 11. bis 12. Magnitude.
Untersuchungen der Verteilung des neutralen Wasserstoffs H I in und um eine Galaxie geben immer wesentliche Aufschlüsse über die dynamischen Verhältnisse in diesem Sternsystem bzw. in dessen Umgebung. Derartige Untersuchungen aus dem Jahre 1984 zeigen eindeutig, dass NGC 4725 ein wechselwirkendes System mit der kleineren peculiären (= seltsamen) Galaxie NGC 4747 bildet [6]. Diese 3,6′ x 1,4′ messende Galaxie von 12,4 mag hat die Koordinaten RA = 12 h 51 min 46 s, DEK = 25° 46′ 28" und ist auch als Arp 159 bekannt. Sie liegt etwa 25´ nordöstlich von NGC 4725 (Abb. 1 und 2). Schaut man genauer hin, so bemerkt man eine Elongation von NGC 4725 weg gerichtet. Eine Kontrastverstärkung (Abb. 5) ist zwar vom Bild her nicht unbedingt ästhetisch, zeigt aber diesen optischen Gezeitenschweif von etwa 150000 Lj Länge ziemlich deutlich. Hier sind fortgeschrittene Astrofotografen aufgerufen, diese Galaxie einmal mit längeren Brennweiten, einer empfindlichen CCD-Kamera und langen Belichtungszeiten aufzunehmen, um den Gezeitenschweif detailreicher und kräftiger abzubilden. Üblicherweise kommt niemand auf die Idee, NGC 4747 als Motiv zu wählen, weil die Spiralgalaxie NGC 4725 ihr regelrecht "die Schau stiehlt". Probleme bei der langbrennweitigen Fotografie bereitet der K4-Stern HD 111842, der etwa 8′ südlich liegt und mit seinen 7,5 mag einen dicken Lichtklecks produziert. Will man Blooming vermeiden, so gibt es nur die Alternative: a) eine Anti-Blooming-Kamera zu verwenden oder b) kurze Einzelbelichtungen zu summieren/mitteln.
Der Gezeitenschweif von NGC 4747 wurde auch in der 21-cm-Strahlung des neutralen Wasserstoffs nachgewiesen (Abb. 6). Allerdings laufen der Wasserstoffschweif und der optische Schweif etwa 11° auseinander. Ein etwas unauffälligerer optischer Gezeitenschweif verläuft auch von NGC 4747 nach Südwesten. Er zeigt klar in Richtung NGC 4725. Seine Bewegung, so konnte im neutralen Wasserstoff nachgewiesen werden, geschieht entgegengesetzt zur Galaxienrotation. Alles in allem hat die Begleitgalaxie NGC 4747 sicherlich zur außergewöhnlichen Form der Muttergalaxie NGC 4725 beigetragen: die bereits erwähnte innere, ringähnliche Gestalt der Spiralarme, dazu einen schwachen, gegabelten Außenarm. Die H I-Beobachtungen zeigen erstens, dass dieses Gas auch im Ring vorliegt. Ferner lassen sie den Schluss zu, dass der südlich laufende Arm aus der äquatorialen Ebene von NGC 4725 herausgewölbt ist [6].
Die Galaxie westlich von NGC 4725 ist NGC 4712. Ihre Radialgeschwindigkeit von 4453 km/s ist rund viermal größer als die von NGC 4725, was also auch eine viermal größere Entfernung bedeutet. Folglich kann NGC 4712 nur eine Hintergrundgalaxie sein.

Bild 1 Bild 2
Abb. 1: Peter Knappert, TMB-APO 105 mit f = 650 mm, Canon 30d (modifziert), Belichtungszeit 10 x 7 Minuten bei ISO 800, 6 Flats, Nachführung mit 60-mm-Refraktor (Vixen), WebCam und Guidemaster 2.25 beta, Stacking mit DSS, nachbearbeitet mit Photoshop CS2. Aufnahmedatum 5.5.2008, Aufnahmeort war Villingen-Schwenningen-Mühlhausen (Schwarzwald-Baar-Kreis) in 800m Höhe. Abb. 2: Thomas Tuchan, Fernrohr war ein ATD 10" auf Montierung Fornax 51. Mit einer Canon EOS 20Da wurde am 3. April 2009 ab ca. 2:50 Uhr bei ISO 800 ASA 175 min belichtet (35 x 5 min gemittelt). Aufnahmeort war Weidach, Blaustein. Norden liegt oben.
Bild 3 Bild 4
Abb. 3: Bruno Mattern, Meade 12"-ACF, Giant Easy Guider 1:6,5 und f = 2000 mm, Canon EOS 20 Da modifiziert mit Baader ACF, Belichtung 108 Minuten bei ISO 1600. Die Nachführung lief ebenfalls über den Giant Easy Guider mit ST-2000XM Imager im 2×2-Binningmodus, Montierung war eine Mauz MAM 100. Abb. 4: Gerald Willems, 9./10.02.2008 bei ausgezeichneten Bedingungen; 12″-Newton mit dem Öffnungsverhältnis 1:5,7 (= Fokalverhältnis f/5,7), CCD-Kamera Atik 16HR, Belichtung 200 min insgesamt, L: 11 x 10 min ohne Binning, RGB: je 6 x 5 min (2×2-Binning). Der Bildautor merkt an: "Dabei war ich selber ganz überrascht, was es für ein attraktives Schätzchen in Coma Berenices noch gibt. Sie wird ja auch die Galaxie mit dem einen Spiralarm genannt. Es kommt auf der Aufnahme ja ganz gut heraus, denke ich." Redaktionelle Anmerkung: Sehr gute Auflösung, gute Kontrastwiedergabe, was man an den Staubfilamenten im südöstlichen Scheibenbereich erkennt. Man achte übrigens auch auf die recht gut kalibrierte Farbe. Der zentrale Bereich ist in seiner gelblichen Färbung echt, was durch den Farbindex B-V = 0,78 belegt wird. Das Bild hat Norden rechts, Osten oben.
Bild 5 Bild 6
Abb. 5: Die Kontrastverstärkung aus Abb. 1 lässt den Nordostschweif von NGC 4747 erkennen. Abb. 6: Die Verteilung des neutralen Wasserstoffs um NGC 4725 und 4747 (nach [6]). An den Achsen stehen die Koordinaten für 1950.0.

Quellen

[1] Sandage A., Bedke J.: The Carnegie Atlas of Galaxies 1 + 2; Carnegie Institution of Washington, Washington 1994
[2] Garcia-Barreto J.A., Carrillo R., Vera-Villamizar N.: Companions of bright barred Shapley-Ames galaxies; AJ 126, 1707-1719 (10/2003)
[3] SIMBAD, http://simbad.u-strasbg.fr/Simbad
[4] Freedman M.L. et al.: Final results from the Hubble space telescope key project to measure the Hubble constant; ApJ 553, 47 (5/2001)
[5] Paturel G. et al.: Calibration of the distance scale from galactic Cepheids. I. Calibration based on the GFG sample; A&A 383, 398 (2/2002)
[6] Wevers B.M.H.R. et al.: Neutral hydrogen observations of the interacting galaxies NGC 4725 and NGC 4747; A&A 140, 125-140 (1984)