Februar 2010 – Die benachbarte IC 342/Maffei-Galaxiengruppe, Teil 1 IC 342

9. Februar 2010 - g.grutzeck

Interstellare Materie in der Milchstraßenebene verdeckt viele Objekte. So findet auch im Gebiet Cassiopeia/Camelopardalis ein Versteckspiel statt, das erst in den letzten Jahren Zug um Zug aufgedeckt wurde, das aber noch nicht beendet ist. Gerade die Radioastronomie hat hier eine wertvolle Hilfe geleistet, weil die Radiostrahlung Staubzonen zu durchdringen vermag. Bekannt wurde dieses Gebiet als "zone of avoidance (ZOA)" [1], ein wenig freier übersetzt mit "Zone des Verbergens". Der aktuelle Bericht befasst sich mit der IC342/Maffei-Galaxiengruppe [2], die nach dem Stand von 1999 mindestens 16 mutmaßliche Mitgliedsgalaxien enthält. Diese Gruppe ist diejenige mit der geringsten Entfernung zu unserer Lokalen Gruppe. Wegen der Nähe zur Milchstraßenebene erscheinen die enthaltenen Einzelgalaxien aber ziemlich stark abgedunkelt, so dass sie weder für visuelle Beobachter noch für Astrofotografen Objekte hoher Priorität darstellen. Im ersten Teil geht es um IC 342 selbst, im zweiten Teil um den Vergleich zwischen optischen Aufnahmen und Radiobildern sowie um die vielen H II-Regionen. Ein späterer dritter Teil dreht sich schließlich um die anderen Mitglieder der IC342/Maffei-Gruppe.

IC 342 ist das prominenteste Mitglied der Gruppe. Dennoch hat sie nur eine sehr geringe Flächenhelligkeit von 22,5 mag pro Quadratbogensekunde [2], d.h. wir müssen lange belichten, um ein möglichst hohes Signal/Rausch-Verhältnis zu erzielen. Dann jedoch machen sich die vielen Vordergrundsterne der Milchstraße störend bemerkbar (Abb. 1). Das optische Erscheinungsbild (Abb. 2 – 10) zeigt zunächst eine helle Zentralzone mit einem kleinen Bulge und anschließend zwei deutliche Spiralarme, die sich weiter nach außen hin teilweise klumpig aufteilen. Abb. 10 ist etwas anders in der Wiedergabe des Kerns, der hier nicht sternförmig herauskommt, sondern flächig, und der auch Strukturen bis zum Zentrum freigibt. Inwieweit dies auf eine modifizierte Bildbearbeitung zurückgeführt werden kann oder ob die ersten Bilder den Kern schlichtweg überbelichtet zeigen, kann hier nicht entschieden werden. Dies müsste in einer Serie kurz bis mittel belichteter Aufnahmen herausgefunden werden, denn interessanterweise ist IC 342 im "Carnegie Atlas of Galaxies", der Bibel der Galaxienfreunde, nicht abgebildet [3].

Die Scd-Spiralgalaxie IC 342 ist visuell 8,31 mag hell. Sie hat verglichen mit den anderen Gruppenmitgliedern den größten scheinbaren Durchmesser. Die Angaben darüber schwanken, aber ein Wert von 17′ x 18′ dürfte für den optisch nachweisbaren Teil angemessen sein. In der astronomischen Datenbank SIMBAD [4] werden sogar 21′ x 21′ angegeben. Dort sind auch die Koordinaten (2000.0) aufgeführt: 03 h 46 min 49,1 s und Dek = +68° 05′ 47”. W.F. Denning entdeckte IC 342 um 1890. Er publizierte dies 1893 [5] und teilte Dreyer die Entdeckung mit. Der nahm sie 1895 in den IC-Katalog auf, der ja eine Ergänzung des NGC-Katalogs darstellt.

An dieser Stelle (wieder einmal) meine Warnung vor den allgemeinen Internet-Quellen der Kategorie "schnell mal googeln". So wird in http://seds.org/~spider/spider/LG/i0342.html doch tatsächlich der Unsinn mitgeteilt: "IC 342 was discovered in 1895 by W.F. Denning." Interessant, nicht wahr? Demnach hätte Denning IC 342 erst 1895 entdeckt, nachdem er schon 2 Jahre vorher diese Entdeckung publizierte [5]. So locker gehen diese Webseitenkünstler mit den wirklichen Fakten um. Ich rate daher zu mehr kritischer Distanz, aber auch zu mehr Mut, die astronomische Fachliteratur (z.B. über SIMBAD) zu Rate zu ziehen. Meine Recherchen zum AdM basieren grundsätzlich auf der Original-Fachliteratur.

Im blauen Spektralbereich beträgt die galaktische Absorption am Ort von IC 342 etwa 3,1 mag, im Visuellen sind es ca. 2,3 mag [6]. Das blaue Licht wird also stärker geschwächt als das visuelle Licht, folglich erscheint IC 342 "gerötet", wie der Astronom sich ausdrückt. Das bedeutet, die Farbe wird zu wärmeren Tönen hin verschoben. Ein Vergleich macht dies deutlich: Die Sc-Spirale M 33 hat einen Farbindex B-V = 0,55 mag (weißlich), IC 342 dagegen kommt auf 1,06 mag (gelblich). Aufgrund der Lichtschwächung wird die Entfernungsbestimmung von IC 342 erschwert. Die Entfernungsangaben variieren zwischen 1,5 und 8 Mpc [6], wobei nach heutiger Einschätzung die Werte von 2 bis 4 Mpc wohl eher zutreffen. Zur Erinnerung: 1 Mpc (Megaparsec) = 3,262 Millionen Lj. Die Methoden zur Entfernungsmessung von IC 342 reichen von der Fotometrie der hellsten blauen und roten Einzelsterne über strukturelle Vergleiche mit M 101 und NGC 6946 bis hin zu Entfernungsableitungen aus charakteristischen Eigenschaften von H II-Regionen. Für diesen Bericht sollen 2,1 Mpc (= 6,85 Millionen Lj) als Entfernung zugrunde gelegt werden [7]. Mit diesem Wert errechnet sich für IC 342 ein echter Durchmesser von 41000 Lj. Das ist für eine so grandios ausgebildete Spiralstruktur allerdings zu gering! Es gibt also nur zwei Schlussfolgerungen: Entweder ist IC 342 doch weiter entfernt oder der optisch ermittelte scheinbare Durchmesser ist zu gering. Dieser Frage möchte ich im zweiten Teil nachgehen wie auch der Frage nach den H II-Regionen in IC 342.

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Abb. 1: Aufnahme von IC 342 mit dem Burrell Schmidt-Teleskop (60 cm/90 cm) des Kitt Peak National Observatory mit einer CCD-Kamera Tektronix 2048 x 2048 px [2]. Das rechte Bild wurde über eine Routine von den Sternpunkten befreit, so dass die ungestörte zentrale Gestalt sichtbar wird. Abb. 2: Oliver Schneider nahm am 26.12.2006 mit einer Canon EOS 350d (modifiziert) am 12-Zoll-Newton f/4 (Marke AOM) IC 342 auf. Filter : Idas LPS, Koma Korrektor: Paracorr, ISO 800, Belichtungszeit : 17 x 10 min, Aufnahmeort: Balkonsternwarte Leopoldshöhe.
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Ältere Aufnahme von Georg Emrich und Klaus Eder, Norden links. Celestron 11 mit f = 1900 mm, Belichtung 5 x 10 min, SBIG ST-8, 2×2-Binning, Datum: 20.01.99. Aufnahmeort: Gahberg-Sternwarte (Attersee/Österreich), 860 m Höhe. Abb. 4: Aufnahme von Harald Strauß vom 20.12.2003, 14"-Hypergraph mit f = 1090 mm, Belichtung 5 x 15 min, SBIG ST-8 ohne Binning, Aufnahmeort: Gahberg-Sternwarte (Attersee/Österreich), 860 m Höhe.
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Abb. 5: Mit einem 8"-TS-Orion (Photo Newton) und Canon EOS 350DA nahm Richard Müller IC 342 am 26.09.2008 auf, Montierung Gemini 41 Field mit FS2-Steuerung, Belichtung 17 x 7 min bei ISO 800, 20 Darks und 22 Flats mit Flatlight Box erzeugt. Abb. 6: Am 23./24.09.2006 nahm Olaf Haupt IC 342 auf, schlechte Bedingungen (Hochnebel und lockere Bewölkung), ED APO 102/920 mm mit SBIG ST-8 XME, 12 x 10 min Luminanz und je 3 x 5 min RGB mit 2-fachem Binning.
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Abb. 7: Günter Kerschhuber, TeleVue NP101 bei f = 540 mm, Starlight SXV-H9, Datum: 24.06.2006, 16.10.2006, 16.11.2006, LHaRGB mit Belichtung 280/70/39/39/49 min (= 7 h 57 min), H-Alpha-Filter mit 13 nm HWB, Gahberg-Sternwarte (Attersee/Österreich), 860 m Höhe. Abb. 8: Harald Strauß, Gesamtbelichtung in 2 Nächten 5,4 Stunden, davon 2,8 Stunden Luminanz, 14"-Hypergraph f = 1090 mm, SXV-H9, nachgeführt mit der ST-7 und einer 300-mm-Russentonne, montiert auf WAM650move, Gahberg-Sternwarte (Attersee/Österreich), 860 m Höhe.
Bild 9 Bild 10
Abb. 9: LRGB-Bild von Robert Gendler, Gesamtbelichtungszeit 15 Stunden, Ort: Nighthawk Observatory, Bilddaten über Remote-Steuerung mit CCDAutoPilot2 gewonnen, RCOS 20RC f/8 Ritchey-Chrétien mit Kohlefasertubus, RCOS Field Flattener/Corrector. Software Bisque Paramount ME, SBIG STL-11000XM. Abb. 10: Aufnahme von Mischa Schirmer, 13.-15.08.2007 und 10.-11.09.2007, 12,5"-Newton f/5,1 auf MAM50, SBIG ST-10XME, LRHaGB belichtet: L = 17 x 300 s und 5 x 600 s, RGB = 7 x 10 min, 4 x 10 min und 12 x 10 min, Ha = 5 x 30 min, Gesamtbelichtungszeit also 8 h 35 min. Aufnahmeort: Roque de los muchachos (La Palma). Die Datenreduktion erfolgte mit THELI, Farbkomposition mit PS. Um der starken Extinktion gerecht zu werden, wurde die Blaufilterung mit einem Faktor 2,3 korrigiert und Grün mit 1,4.

Quellen:
[1] Lahov O. et al.: Galaxy candidates in the Zone of Avoidance; MNRAS 299, 24 (1998)
[2] Buta R.J., McCall M.L.: The IC 342/Maffei group revealed; ApJ Suppl. Ser. 124, 33-93 (9/1999)
[3] Sandage, A., Bedke, J.: The Carnegie Atlas of Galaxies 1 + 2; Carnegie Institution of Washington, Washington 1994
[4] http://simbad.u-strasbg.fr/Simbad
[5] Denning W.F.: New nebula; A&A 12, 189-189 (1893)
[6] McCall M.L.: H II regions, extinction, and IC 342: a new view of the galactic neighborhood; AJ 97, 1341-1349 (1989)
[7] Karachentsev I.D., Tikhonov N.A.: Photometric distances to the nearby galaxies IC 10, IC 342, and UGCA 86, visible through the Milky Way; A&A Suppl. Ser. 100, 227-235 (1993)