September/Oktober 2010: M 11, der Wildenten-Sternhaufen

2. Oktober 2010 - g.grutzeck

Wenn das Band der Milchstraße im August bei Sonnenuntergang am Himmel erscheint und man an einem dunklen Beobachtungsplatz ist, fällt ein Bereich der Milchstraße besonders auf. Unterhalb des Sternbildes Adler sieht man eine Stelle, die man mit bloßem Auge als einen "Nebel" wahrnimmt. Sie befindet sich im Sternbild Schild und wird deswegen als "Schildwolke" bezeichnet. In diesem Bereich der Milchstraße sind dem Band der Milchstraße keine interstellaren Gas- und Staubansammlungen vorgelagert. Wir haben einen uneingeschränkten Blick auf die sehr hohe Sterndichte in diesem Bereich unserer Heimatgalaxie.
Nimmt man sich für die Beobachtung ein Fernglas, wird der "Nebel" gegenüber der Beobachtung mit bloßem Auge schon in Sterne aufgelöst. Im östlichen Teil der Schildwolke findet man einen offenen Sternhaufen mit der Bezeichnung M 11 oder NGC 6705. Im englischen Sprachraum wird M 11 als "Wild Duck Cluster" bezeichnet, also Wildentenhaufen. Einige Sterne des Haufens bilden eine V-förmige Figur, die Richtung Norden zeigt. Der englische General William Henry Smyth [1], der sich intensiv mit der Astronomie beschäftigte, sah in dieser Form einen fliegenden Entenschwarm, worauf wohl der Name "Wild Duck Cluster” zurückgeht.
M 11 wurde 1681 vom deutschen Astronomen Gottfried Kirch von der Berliner Sternwarte entdeckt und ist nach Untersuchungen aus dem Jahr 2007 von den Astronomen Zhao, Jun-Liang und Chen, Li 1.89±0.52 kpc entfernt [2]. Die Anzahl der Sterne in diesem offenen Sternhaufen beträgt ca. 2.900 Sterne, die sich – je nach Quelle – am Himmel auf einer Fläche mit einem Durchmesser von 14 bis 35 Bogenminuten verteilen. Edward Barnard, amerikanischer Astronom, schätzte den Durchmesser auf 35 Bogenminuten. Im NGC-2000-Katalog aus dem Jahre 1988 wird der Durchmesser für M 11 mit 14 Bogenminuten angegeben [3]. Von der Erde aus gesehen hat der offene Sternhaufen am Himmel eine ca. 10 Bogenminuten große Zentralregion, was angesichts der Entfernung von der Erde einem tatsächlichen Durchmesser von ca. 18 Lichtjahren entspricht. Mit einer Helligkeit von 6.3 Magnituden wäre M 11 unter guten Bedingungen sogar mit bloßem Auge sichtbar, allerdings ist der Kontrast im Vergleich zur hellen Schildwolke so gering, dass man ihn nicht wahrnehmen kann. Für das Alter des Sternhaufens finden sich unterschiedliche Angaben. 220 Millionen Jahre sind es nach Berechnungen der Astronomen G. Meynet, J.-C. Mermilliod und A. Maeder aus dem Jahr 1993 [4]. Die Astronomen Enzo Brocato, Vittorio Castellani und Annamit Digiorgio kamen ebenfalls im Jahre 1993 zum Ergebnis 150 Millionen Jahre [5].
M 11 ist ein sehr dichter offener Sternhaufen. Nach der Klassifizierung durch Robert Trümpler aus dem Jahr 1930 wurde M 11 mit II.2.r eingeteilt. Die einzelnen Ziffern nach Trümpler bedeuten: Römisch I-IV Konzentration und Loslösung vom umliegenden Sternfeld (I sehr stark bis IV sehr schwach). Die zweite Zahl, hier eine 2, gibt an, wie stark sich die einzelnen Sterne in der Helligkeit unterscheiden, die Einteilung ist 1 bis 3 von gering bis stark. Die Buchstaben p, m, oder r geben an, ob der Sternhaufen wenig (poor), durchschnittlich (medium) oder viele (rich) Sterne hat. Steht noch der Buchstabe "n" als vierter dabei, so bedeutet dies, dass der Sternhaufen in einem Nebel steht. M 11 ist also nach dieser Klassifizierung sehr stark konzentriert, die Sterne sind im Vergleich untereinander hell und er hat sehr viele Sterne. Eine Arbeit von Manfred Holl über den Astronomen Robert Julius Trümpler findet man im Sternkieker Nr. 127 aus dem Jahr 1986 [6]sowie von Hans Ulrich Keller auf dem Seite von "Astromomie-heute" [7].
Die Beobachtung von M 11 ist durch die Deklination von –6 Grad nicht gerade günstig, durch seine Helligkeit ist er aber schon in einem Fernglas gut sichtbar. Im Mai 1764 hat Charles Messier den offenen Sternhaufen mit der Nummer 11 in seinen Katalog aufgenommen, weil er durch kleinere Optiken wie ein nebelhaftes Objekt erscheint und er somit für einen Kometen gehalten werden könnte. Je größer die Öffnung des Fernrohres ist und somit die sinnvolle Vergrößerung des Gerätes, desto mehr Sterne werden sichtbar. Ca. 500 Sterne in diesem offenen Sternhaufen erscheinen von uns aus betrachtet heller als 14 mag. Ein Beobachter im Zentrum des Sternhaufens würde bei Nacht sehr viele Sterne am Himmel sehen, die heller als 1 mag sind. Wir stehen nicht im Zentrum eines offenen Sternhaufens und sehen wesentlich weniger helle Sterne. Der Hauptstern im Sternbild Schwan, Deneb, erscheint von der Erde aus gesehen am Himmel mit 1.25 mag und ist einer der wenigen helleren Sterne, die wir sehen. Es gibt nur 20 Sterne, die in ihrer scheinbaren Helligkeit heller sind als 1.25 mag, wobei die Sonne mit -26,73 mag der hellste Stern ist und Sirius mit – 1.26 mag der hellste Stern am Nachthimmel ist.
Fotografisch ist M 11 genau wie bei der visuellen Beobachtung ein Objekt für alle Optiken und Kameras. In Übersichtsaufnahmen erscheint er in den Bildern als heller Fleck. Je höher die Aufnahmebrennweite gewählt wird, desto mehr Einzelsterne werden sichtbar. Ab ca. 500 mm Brennweite der Optik werden die Sterne im Zentrum aufgelöst dargestellt. Durch die hohe Helligkeit der Sterne sind CCD-Kameras im Nachteil, die kein Antibloominggitter haben, da die hellen Sterne nur sehr kurze Belichtungszeiten zulassen. Lange Belichtungszeiten führen zum einem Überlauf einzelner Pixel in Nachbarpixel, was als "Blooming” bezeichnet wird. Ein Überlauf in andere Sterne hinein ist auch mit entsprechender Bildverarbeitung nicht zu entfernen. Ein Antibloominggitter unterdrückt diesen Überlauf, mit dem Nachteil, dass durch diese Limitierung auf einen Maximalwert dann kein linearer Zusammenhang mehr zwischen der tatsächlichen Helligkeit und der im Chip gespeicherten Helligkeitswerte besteht, zudem verliert der Chip durch das Gitter etwas von seiner Empfindlichkeit. Sollte man dennoch mit einer CCD Kamera ohne Antibloominggitter arbeiten wollen, so sollte man sehr kurze Belichtungszeiten wählen, um einen Überlauf zu verhindern. Werden so sehr viele Aufnahmen erstellt, so können diese dann mit Hilfe der Aufaddition zu einem ähnlichen Ergebnisbild verarbeitet werden.

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Abb. 1: Oliver Schneider, Milchstraße mit Schildwolke, Kamera Canon EOS 350Da, Belichtungszeit 13 x 5 min bei 800 ASA. Abb. 2: Thomas Böhme vom Astroclub Radebeul, Aufnahmeort Segelflugplatz bei Görlitz am 6. Juli 2006, Kamera Canon EOS 350D, Teleobjektiv 70-200mm f/4 bei 70mm und Blende f/4.5, Belichtungszeit 7 x 5min bei 400 ASA.
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Abb. 3: Uwe Wohlrab, Schildwolke mit M 11, Aufnahmeort Lenzenalm / Ötztaler Alpen am 30. September 2005, Aufnahmeoptik Deltagraph 830 mm f/3.3, Belichtungszeit 25 min auf Kodak E 200 Rollfilm. Abb. 4: Gottfried Meissner, Aufnahmeort Illertissen, Aufnahmeoptik optimierter GSO Newton 200mm f / 4, Kamera Canon EOS 300Da bei 400 ASA, Montierung EQ6, Nachgeführt per Leitrohr Walimex 440mm f /5.5 und einer ICam.
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Abb. 5: Siegfried Kohlert, Aufgenommen am 23. Mai 2009 in Waldbüttelbrunn,  Aufnahmeoptik GSO Newton 200mm f/4, Kamera Canon EOS 40D bei 800 ASA, Belichtungszeit 29 x 3 min. Abb. 6: Andreas Röhrig, Aufgenommen am 18. Juli 2006 in Wilsenrot / Westerwald, Aufnahmeoptik Vixen Newton R200SS f/4, Kamera Sbig St10XME mit Astronomik RGB Filtern Typ II, Belichtungszeiten für ein RGB R: 11 x 60 s G: 10 x 60 s B: 10 x 80 s, Montierung Alt 5 ADN. Bild ist ein RGB Bild ohne L Kanal, Bearbeitet mit der Software Regim vom Bildautor.
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Abb. 7: Gerald Willems, Aufnahmeort Grasberg / Otterstein am 04.-05.Juni 2010, Aufnahmeoptik 12 " Newton f/5.7, Kamera Atik 4000M, Belichtungszeiten für ein LRGB L: 7 x 5 min RGB jeweils 12 x 5 min Abb. 8: Astrokooperation Dr. Stefan Heutz und Wolfgang Ries, Aufnahmort  Altschwendt, Österreich  am 16. und 19. August 2009, Aufnahmeoptik 18" Newton f /4.5, Kamera Sbig St10XME, Belichtungszeiten für ein LRGB L: 22 min R: 12 G: 15 min B: 24 min
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Abb. 9: Jörg Henkel, Aufnahmeort Oberhausen Stadt am 5. September 2010 um 23.30 Uhr, Aufnahmeoptik Genesis Refraktor 500mm f/5, Kamera Canon EOS 350D, Belichtungszeit 3 x 5min bei 800 ASA Abb. 10: Rainer Sparenberg, Aufnahmeort Farm Tivoli / Namibia am 14 Juni 2001, Aufnahmeoptik 16 " Hypergraph f/8, Kamera Pentax 67, Film Fuji NHG II 800, Belichtungszeit 60min, mit Nikon Super Coolscan 8000 ED eingelesen.
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Abb. 11: Rolf Geissinger, Aufnahmeort Balkonsternwarte in Remseck am 16.08.2009, Aufnahmeoptik Planewave 12,5" CDK f/8, Kamera Alccd 6c (QHY 8), Belichtungszeit 14 x 5min, Montierung 10micron GM2000 mit Autoguiding am OAG mit SX-Lodestarguider Abb. 12: Robert Schulz, 10 x 120 s, ST-7 ohne Binning, 29.07.1999 (Wien), Celestron 8, f = 2064 mm, AO-7
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Abb. 13: Robert Schulz, 2 x 120 s, STL-11000M ohne Binning, 04.08.2004 (Wien), TEC 140, f = 1015 mm Abb. 14: Johannes Bachleitner, 10 x 2 min, Atik 16 HR ohne Binning, 05.09.2006 (Kalham/Österreich), Intes Micro MN76, 7-Zöller mit f = 1080 mm, Starlight Xpress MX516
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Abb. 15: Bernhard Hubl, L 44 x 3 min ohne Binning, RGB 10 x 12/6/6 min mit 2×2-Binning, ST-2000XM, 17.07.2007 (Nussbach/Österreich), Televue NP101, 4-Zöller mit f = 540 mm  

Quellen:
[1] http://de.wikipedia.org/wiki/William_Henry_Smyth
[2] http://adsabs.harvard.edu/abs/2007ChJAA…7..572Z
[3] http://vizier.u-strasbg.fr/viz-bin/VizieR-5?-out.add=.&-source=7118&-corr=PK=Name&-out.max=9999&Name==%206705
[4] http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/bib_query?1993A%26AS…98..477M
[5] http://adsabs.harvard.edu/abs/1993AJ….105.2192B
[6] Holl, Manfred: Astronomische Gedenktage (Robert Julius Trümpler, Percival Lowell, Grote Reber, Jean Louis Pons, Theodor Ritter von Oppolzer), Sternkieker 127, 4/1986, S. 33-35
[7] Keller, H.-U.: Staub im Weltall, http://www.astronomie-heute.de/artikel/941004&_z=798889