Die berühmte Andromedagalaxie Messier 31 (NGC 224) wird im allgemeinen Sprachgebrauch auch Andromedanebel genannt und befindet sich im namensgebenden Sternbild Andromeda. Sie wurde bereits im Jahr 964 von dem persischen Astronomen Abd al-Rahman al-Sufi in seinem Buch der Fixsterne erwähnt und als „die kleine Wolke“ bezeichnet. Der deutsche Astronom Simon Marius beobachtete die Galaxie im Jahr 1612 als erster mit dem Teleskop und verglich sie recht treffend mit dem Licht einer Kerze, die durch ein Horn scheint. Charles Messier bezeichnete die Andromedagalaxie als schönen Nebel, der wie eine Spindel ohne Sterne geformt sei und zwei Konusse oder Lichtpyramiden ähnle, die sich mit ihrer Basis gegenüberstünden. Er zeichnete sie im Jahr 1807, zusammen mit ihren beiden Begleitern. Die beiden Begleiter, Messier 32 und Messier 110, wurden 1749 von LeGentil und 1773 von Charles Messier entdeckt, als diese den Andromedanebel beobachteten. M 32 wurde 1764 von Messier persönlich in seinen Katalog aufgenommen. M 110 wurde erst 1966 nachträglich von K.G. Jones in den Messierkatalog eingefügt.
Die „Große Debatte“
Lange Zeit war unklar, ob der Andromedanebel ein Objekt innerhalb unserer Milchstraße ist oder ein eigenständiges isoliertes Sternensystem außerhalb der Galaxis. Der deutsch-britische Astronom Wilhelm Herschel nahm im Jahr 1785 an, dass der Andromedanebel nur 2000 Mal weiter als der Stern Sirius entfernt sei. Allerdings schlussfolgerte er zunächst, dass dieser aus Millionen von Sternen bestünde und ähnlich geformt sei, wie die Milchstraße. Später kamen ihm Zweifel und er verortete das Objekt als Mitglied unseres eigenen Milchstraßensystems. Im Jahr 1850 fertigte William Parson, der 3. Earl of Rosse, die erste Zeichnung von M 31 an, auf der die Spiralstruktur erkennbar war. William Huggins fiel bei der spektralen Untersuchung des Objekts 1864 auf, dass M 31, im Gegensatz zu anderen Gasnebeln der Milchstraße, ein kontinuierliches Spektrum ähnlich das der Sterne zeigte. Im Jahr 1887 wurden M 31 von Isaac Roberts und Edward Emerson Barnard zum ersten Mal auf einer Fotoplatte aufgenommen. Hierbei zeigte sich ebenfalls, dass es sich bei M 31 um einen Spiralnebel handelt. Der Astronom Vesto M. Slipher maß im Jahre 1912 die Radialgeschwindigkeit des Nebels und bestimmte diese zu 300 km/s. Er vermaß auch dessen Rotationsgeschwindigkeit und vermutete ebenfalls eine extragalaktische Natur. Das wurde auch vom britischen Astrophysiker Arthur Stanley Eddington favorisiert der annahm, dass es sich bei den Spiralnebeln um entfernte Welteninseln handelt. Gestützt wurden diese Annahmen durch eine Nova, die 1917 von Heber Curtis beobachtet wurde. Beim Durchsuchen weiterer Aufnahmen wurde entdeckt, dass die Novae im Andromedanebel im Durchschnitt 10x lichtschwächer waren als angenommen. Im Jahr 1920 fand die „Große Debatte“ zwischen Harlow Shapley und Curtis über die Natur der Spiralnebel und die Ausdehnung des Universums statt. Curtis war der Meinung, dass die dunklen Staubbänder im Andromedanebel Ähnlichkeiten mit den Staubbändern in der Ebene unserer eigenen Milchstraße aufweisen. Der amerikanische Astronom Edwin Powell Hubble, am Mount-Wilson-Observatorium, fand dann schließlich im Jahre 1923 den ersten Cepheiden, benannt nach dem veränderlichen Stern Delta Cephei im Sternbild Kepheus, und wies nach, dass Messier 31 mehr als 900.000 Lichtjahre entfernt ist und demzufolge ein eigenständiges Sternensystem außerhalb unserer Milchstraße. Er nutze für die Entfernungsbestimmung die so genannte Perioden-Leuchtkraft-Beziehung der Cepheiden.
Eine Weltensinsel ähnlich unserer Milchstraße
Die Andromedagalaxie ist das entfernteste Objekt, was man noch mit dem bloßen Auge erkennen kann und ist selbst unter einem Himmel mit leichter Lichtverschmutzung als ovaler Lichtfleck sichtbar. Sie ist die uns nächst gelegene Spiralgalaxie (Hubble-Typ SA (s)b) und gleichzeitig die nächst größere Nachbargalaxie der Milchstraße. Gleichzeitig ist sie das größte Mitglied der lokalen Galaxiengruppe, zu denen noch die Triangulumgalaxie (Messier 33) im Sternbild Dreieck sowie weitere Zwerggalaxien des Andromedanebels gehören. Die Andromedagalaxie besitzt einen scheinbaren Durchmesser von 186 x 62 Bogenminuten am Himmel, ist 3,4 Magnituden hell und steht nach neusten Schätzungen 2,52 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Damit nimmt sie in ihrer Ausdehnung am Himmel ungefähr die 6‑fache Größe des Vollmondes ein. Bezieht man den nicht sichtbaren, rund 1 Mio. Lichtjahre großen Halo mit ein, besitzt sie sogar eine maximale Ausdehnung von mehr als 30 Grad! Die Scheibe der Galaxie ist 77 Grad zu unserer Sichtebene geneigt, so dass wir keine sehr gute Sicht auf ihre Spiralarme haben. Mit einem Durchmesser von 220.000 Lichtjahren und 200 bis 400 Milliarden Sternen, ist sie ungefähr 1/3 größer als unsere eigene Galaxis. Die Gesamtmasse des Andromedanebels, inklusive ihrer Außenbereiche, wird je nach Quelle auf 0,7 bis 2,5 Billionen Sonnenmassen geschätzt. Neuere Studien aus dem Jahr 2019 zeigen aber, dass M 31 wahrscheinlich etwas masseärmer ist als die Milchstraße, wobei sich 30% der Masse in der zentralen Bulge, 56% in der Scheibe und 14% im Halo konzentrieren. Die geschätzte Leuchtkraft der Andromedagalaxie beträgt 260 Milliarden Sonnenleuchtkräften was etwa ¼ höher ist, als die Leuchtkraft unserer eigenen Galaxie. Die Sternentstehungsrate der Andromedagalaxie ist aber deutlich geringer und beträgt nur 1/3 der Sternentstehungsrate unserer Milchstraße. In der Andromedagalaxie wurden die gleiche Art von Objekte gefunden, die auch unsere eigene Galaxie enthält. In ihren Spiralarmen, die sich bis zu 80.000 Lichtjahre von Zentrum weg erstrecken, finden sich offene Sternhaufen, Sternentstehungsgebiete und Dunkelnebel. Mit größeren Amateurteleskopen können sogar einzelne Sterne in der Scheibe beobachtet werden.
Neueren Forschungsergebnisse belegen, dass der Kern eine ungewöhnliche Doppelstruktur zeigt. Dabei handelt es sich um einen Ring aus älteren rötlichen Sternen und einen Ring aus jungen, bläulichen Sterne, die ein Alter von nur 200 Millionen Jahren aufweisen. Diese umkreisen ein supermassives Schwarzes Loch im Zentrum der Andromedagalaxie. Das Schwarze Loch hat eine Masse von 100 Millionen Sonnenmassen und ist damit deutlich massereicher als das Schwarze Loch Sagittarius A* im Zentrum unserer Milchstraße. Man vermutet, dass vor einer halben Millionen Jahren das Schwarze Loch deutlich aktiver war als heute. Im Zentrum von M 31 wurden weiteren Röntgenquellen nachgewiesen. Hierbei handelt es sich wahrscheinlich um Neutronensterne und massearme Schwarze Löcher. Die hellste und größte Sternwolke, in einem der Spiralarme, besitzt sogar einen eigenen Eintrag im NGC-Katalog, NGC 206. Diese besteht aus einem Konglomerat aus jungen offenen Sternhaufen und Sternassoziationen, die sehr heiße O und B Sterne enthalten. Sie wurde von Wilhelm Herschel im Jahr 1786 entdeckt. Die letzte Supernova in M 31 wurde im August 1885 beobachtet und als S Andromedae katalogisiert. Sie erreichte eine Helligkeit von 6 mag und war die erste Supernova, die außerhalb des Milchstraßensystems beobachtet wurde. Studien mit dem Spitzer-Weltraumteleskop zeigten, dass die Andromedagalaxie aus zwei dicken Spiralarmen zu bestehen scheint, die aus einer Art zentralen Balken im Zentrum hervorgehen.
Die Außenbereiche von Messier 31
Im Halo von Messier 31 findet man überwiegend metallarme rote Riesensterne, die bis in einer Entfernung von 500.000 Lichtjahren vom Zentrum der Galaxie nachgewiesen wurden, sowie 200 bis 500 Kugelsternhaufen. Damit enthält die Andromedagalaxie deutlich mehr kugelförmige Sternhaufen als unserer eigene Galaxis. Das hellste Mitglied dieser Kugelhaufen ist Mayall-II der auch unter dem Namen G1 bekannt ist. Dieser ist mit einer Helligkeit von 13,7 mag schon mit einem mittelgroßen Amateurteleskop sichtbar und befindet sich ungefähr 2 ½ Grad bzw. 170.000 Lichtjahre südwestlich des Zentrums von M 31. G 1 ist übrigens der größte Kugelsternhaufen der Andromedagalaxie und gleichzeitig auch der größte Kugelhaufen unserer Lokalen Gruppe. Dieser enthält mehrere Millionen Sterne und ist ungefähr doppelt so leuchtstark wie Omega Centauri. Ähnlich wie bei Omega Centauri wird angenommen, das es sich hierbei um den Rest einer Zwerggalaxie handelt, die in der Vergangenheit mit der Andromedagalaxie kollidiert ist. Im Gegensatz zu den Kugelsternhaufen unserer Milchstraße, die fast alle gleichzeitig mit der Galaxis entstanden sind, enthält der Andromedanebel auch Kugelhaufen unterschiedlichsten Alters, von wenigen 100 Millionen bis zu mehreren Milliarden Jahren. Der entfernteste Kugelsternhaufen in M 31 ist MGC1. Dieser befindet sich 200 kpc bzw. 650.000 Lichtjahre vom Galaxienzentrum entfernt. Im Jahr 2001 wurde ein großer Sternenstrom im Halo von M 31 nachgewiesen, der als „Giant Stellar Stream“ bezeichnet wird. Ein weiterer Sternenstrom wurde ein paar Jahre später entdeckt, der eine Ausdehnung von mehr als 100 kpc besitzt. Einige dieser Sternenströme sind auch schon mit Amateurmitteln bei länger belichteten Aufnahmen nachweisbar.
Wechselwirkungen mit anderen Galaxien
Die Andromedagalaxie nähert sich unserer Galaxis mit 140 km/s an. Computersimulationen zeigen, dass die Galaxie in ungefähr 4,5 Milliarden Jahren wahrscheinlich mit dem Milchstraßensystem verschmelzen und rund 2 Milliarden Jahre später eine große elliptische Galaxie oder eine Polarring-Galaxie bilden wird. Bevor die Galaxien verschmelzen besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass das Sonnensystem aus der Milchstraße ausgestoßen wird oder sich der Andromedagalaxie anschließt. Nach der Verschmelzung wird unsere Sonne die Riesengalaxie in einem deutlich größeren Abstand umkreisen. Ein ähnlich dichter Vorbeiflug der Andromedagalaxie fand wahrscheinlich bereits vor 7 bis 10 Milliarden Jahren statt. Bei diesem Ereignis sollen die zahlreichen Zwerggalaxien entstanden sein, die wir heute um Andromeda und der Milchstraße vorfinden. Neuer Untersuchungen der Scheibe von M 31 zeigen, dass vor rund 2 Milliarden Jahren intensive Sternentstehung stattgefunden hat, die womöglich durch eine Verschmelzung mit einer Zwerggalaxie oder durch eine enge Begegnung mit Messier 33 ausgelöst wurde. Aufgrund dieser Wechselwirkungen mit anderen Galaxien, besitzt M 31 eine verbogenen Scheibe.
Die Begleiter des Andromedanebels
Mehr als 40 kleinere Begleitgalaxien von Messier 31 sind bekannt, wobei die beiden hellen elliptischen Zwerggalaxien Messier 32 und Messier 110 ebenfalls im Messierkatalog verzeichnet sind. Diese sind schon in Ferngläsern und kleinen Teleskopen erkennbar. Weitere helle Galaxien, die dem Andromeda-System angehören, sind NGC 147 und NGC 185 in der Kassiopeia sowie der Dreiecksgalaxie (Messier 33) im Sternbild Dreieck. Die meisten der lichtschwächeren Satellitengalaxien, die M 31 umkreisen sind deutlich lichtschwächer, klein, kugelförmig oder irregulär geformt. Zusammen mit der Milchstraße und ihren Satellitengalaxien, sind sie alle Mitglieder der Lokalen Gruppe.
Messier 32 (NGC 221) ist der kleinere und hellere Begleiter von M 31 und befindet sich knapp 22 Bogenminuten südlich des Kerns. Dieser wurde am 29. Oktober 1749 von Guillaume Le Gentil entdeckt. Charles Messier beobachtete die Galaxie bereits 1757, nahm sie aber erst am 3. August 1764 in seinen berühmten Nebelkatalog auf. Er beschrieb sie als Nebel ohne Sterne mit einem Durchmesser von 2 Bogenminuten. Messier 32 ist eine kompakte elliptische Zwerggalaxie vom Typ cE2 und besitzt eine scheinbare Ausdehnung von 8,5 x 6,5 Bogenminuten am Himmel, was auf die Entfernung von 2,5 Millionen Lichtjahren gerechnet ungefähr 8.000 Lichtjahren entspricht. Leider ist nicht bekannt, ob M 32 räumlich vor und hinter dem Andromedanebel steht. Nur nur 3 Mrd. Sonnenmassen sind in M 32 vereinigt. Ihre Helligkeit wird mit 8,7 mag angegeben, so dass sie bereits einfach mit Hilfe eines kleinen Feldstecher zu erkennen ist. Es gibt Hinweise darauf, dass M 32 eine schwache äußere Scheibe besitzt und demzufolge keine typische elliptische Galaxie im engeren Sinn ist. Vor rund 2 Milliarden Jahren kam M 32 der Andromedagalaxie recht nahe, was zur Folge hatte, dass die von ihrer Ausdehnung her früher deutlich größere Spiral- oder linsenförmige Galaxie ihre Scheibe verlor und sich in ihrem Zentrum neue Sterne bildeten. Im Zentrum vom M 32 wird ein supermassereiches Schwarzes Loch von 1,5 bis 5 Millionen Sonnenmassen vermutet, dass schwache Radio- und Röntgenstrahlung aussendet. Heutzutage enthält Messier 32 überwiegend ältere, rötliche und gelbe Sterne und praktisch kein Staub oder Gas. Eine weitere enge Begegnung fand wahrscheinlich vor rund 210 Millionen Jahren statt. Bei diesem Ereignis kollidierte M 32 mit der Scheibe von M 31. Man vermutet, dass sich dadurch die Ringstrukturen von Gas und Staub in der Scheibe der Andromedagalaxie bildete.
Messier 110 (NGC 205) wurde am 10. August 1773 von Charles Messier entdeckt und im Jahr 1798 in einer Veröffentlichung beschrieben. Sie war auch Gegenstand einer Zeichnung Messiers vom Andromedanebel im Jahr 1807. Aus unbekannten gründen nahm Messier das Objekt allerdings nicht in seinem berühmten Nebelkatalog auf. Die Aufnahme Als Objekt Nr. 110 erfolgte erst im Jahr 1967 durch Kenneth Glyn Jones. Messier 110 wurde am 27. August 1783 auch unabhängig von Wilhelm Herschels Schwester Caroline entdeckt. Die Galaxie ist mit 8,9 mag Helligkeit etwas lichtschwächer als M 32 und wird als sphäroide Zwerggalaxie vom Typ E5 klassifiziert. Ihre Masse wird auf 3,6 bis 15 Mrd. Sonnenmassen geschätzt. Mit einer scheinbaren Ausdehnung von 19,5 x 11,5 Bogenminuten am Himmel, beträgt der wahre Durchmesser von M 110 ungefähr 16.000 Lichtjahre. Aufgrund der doppelten Ausdehnung und damit verbunden geringerer Flächenhelligkeit, ist M 110 in einem 10x50 Feldstechern deutlich schwerer auszumachen als M 32. Auf tiefer belichteten Aufnahmen sind in ihrer Scheibe dunkle Staubwolken sichtbar, die zusammen mit jungen blauen Sternen auf kürzliche Sternentstehung vor 10 bis 20 Millionen Jahren hinweisen. Das ist für eine elliptische Galaxie recht ungewöhnlich. Hodge katalogisierte im Jahr 1973 zwölf dieser Dunkelnebel. Auch diese Galaxie stand in der Vergangenheit in Wechselwirkung mit Messier 31. Ein Strom metallreicher Sterne im Halo von M 31 entstammt vermutlich von diesem Begleiter. Auf länger belichteten Aufnahmen erkennt man auch eine Art Lichtbrücke zu Messier 31. Hubble entdeckte im Jahr 1932 acht Kugelsternhaufen im Halo vom Messier 110. Seit dem Jahr 2005 sind auch 35 Planetarische Nebel in dieser Galaxie bekannt.
Beobachtung
Die Andromedagalaxie kann bereits unter einem moderat dunklen Himmel, mit wenig Lichtverschmutzung, schon sehr leicht mit bloßem Auge als länglicher Nebelfleck erkannt werden. Sie steht in den Herbst- und Wintermonaten bei uns hoch am Himmel. Im Allgemeinen ist aber nur ihr helles Zentrum sichtbar, vor allem unter Vorstadtbedingungen. Ein kleines Taschenfernglas zeigt die Galaxie leicht länglich, mit deutlich ausgeprägter Zentralregion in einem reichen Sternenfeld gelegen. Mit einem 10x50 Fernglas kann man unter einem dunklen Landhimmel schon die Dunkelwolke erahnen, die zwei Spiralarme der Galaxie voneinander abgrenzen. Die Galaxienscheibe erscheint dabei 3,5 x 1 Grad groß und damit deutlich größer, als der scheinbare Durchmesser des Vollmondes. Dabei überspannt sie rund die Hälfte des Gesichtsfeldes. Der helle Begleiter der Andromedagalaxie, Messier 32, erscheint in diesem Instrument eher wie ein unscharfes Sternchen. Auch Messier 110 ist erkennbar und präsentiert sich dem Beobachter als schwacher ovaler Lichtfleck. Im 3 Zoll Refraktor sticht das sternartige Zentrum deutlich hervor. Der ca. 1 Grad lange Zentralbereich der Galaxie ist dabei am auffälligsten und grenzt sich deutlich vom hellen Kernbereich ab. Der Kernbereich befindet sich dabei aber nicht direkt im Zentrum der Scheibe sondern etwas versetzt. Der Rest der Galaxie erscheint länglich und eher diffus und besitzt eine deutliche Helligkeitszunahme zur Mitte. Im nordwestlichen Bereich der Scheibe sowie unterhalb des Kerns sind, je nach Sichtbedingungen, ein oder zwei Dunkelregionen erkennbar, die die Spiralarme nachzeichnen. Als hellere Region in der Scheibe kann auch die Sternenwolke NGC 206, südwestlich des Kernbereichs, beobachtet werden.
Mit 4 bis 6 Zoll Öffnung und niedriger Vergrößerung erscheint die Andromedagalaxie deutlich heller und ausgeprägter. Mit 60facher Vergrößerung sollten auch die beiden Begleitgalaxien gut sichtbar sein. M 32 steht am Rand der Scheibe von M 31 und erscheint leicht oval mit einem hellen sternförmigen Zentrum. Der zweite Begleiter, M 110, steht rund ein halbes Grad vom Kern entfernt und erscheint deutlich länglicher und diffuser als M 32, mit einer leichten Helligkeitszunahme zur Mitte. Ab 8 bis 10 Zoll Öffnung ist die helle Sternwolke NGC 206 schon auffällig. Diese erscheint im Teleskop als 4 x 1,5 Bogenminuten diffuser Lichtfleck und besteht aus vielen jungen und hellen Sternhaufen. Bei sehr hohen Vergrößerungen sind mit 10 Zoll Öffnung zahlreiche weitere Sternentstehungsgebiete in M 31 beobachtbar. Ab 12 Zoll Öffnung füllt die Galaxie schließlich das gesamte Gesichtsfeld des Teleskops aus. Das auffällige Zentrum ist nicht mehr ganz stellar. Die Identifizierung der einzelnen Spiralarme bleibt auch bei dieser Öffnung recht schwierig.
Messier 31 ist am abendlichen Herbsthimmel auch von Laien leicht aufzufinden. Wenn wir von den mittleren Stern der Andromedakette Mirach (Beta And, 2,1 mag) ausgehen, steht nordwestlich und rechtwinklig von Mirach ein weiterer Stern der Helligkeit 3,5 mag. Hierbei handelt es sich um My And. Noch etwas weiter in derselben Richtung steht Ny And (4,5 mag), den wir in die Suchermitte einstellen. Die Galaxie steht dann ungefähr 2 Grad westlich dieses Sterns. Nur 20 Bogenminuten südöstlich vom Zentrum der Andromdagalaxie entdecken wir auch M 32, die mit Ny And und einem weiteren Stern 5. Größenklasse ein gleichschenkliges Dreieck bildet. M 110 findet man, indem man M 31 im Gesichtsfeld zentriert und das Teleskop ein halbes Grad nach Nordwesten schwenkt.
Aufsuchkarte Andromedagalaxie (Messier 31, Messier 32, Messier 110) (144,9 KiB, 459 hits)
Steckbrief für Messier 31, Messier 32 & Messier 110
Objektname | Messier 31 Messier 32 Messier 110 |
Katalogbezeichnung | NGC 224, UGC 454, PGC 2557 NGC 221, UGC 452, PGC 2555 NGC 205, UGC 426, PGC 2429 |
Eigenname | Andromedagalaxie, Andromedanebel, Andromeda Galaxy, Andromeda Nebula |
Typ | Galaxie, Sb Galaxie, E2 Galaxie, E5 |
Sternbild | Andromeda (Andromeda) |
Rektaszension (J2000.0) | 00h 42m 44,3s 00h 42m 41,8s 00h 40m 22,1s |
Deklination (J2000.0) | +41° 16′ 08″ +40° 51′ 57″ +41° 41′ 07″ |
V Helligkeit | 3,5 mag 8,1 mag 7,9 mag |
Flächenhelligkeit | 13,5 mag 12,4 mag 14,0 mag |
Winkelausdehnung | 189,1′ x 61,7′ 8,5′ x 6,5′ 19,5′ x 11,5′ |
Positionswinkel | 35° 179° 170° |
Absolute Helligkeit | -21,717 mag ‑17,576 mag ‑14,015 mag |
Durchmesser | 200.000 Lichtjahre 8.000 Lichtjahre 16.000 Lichtjahre |
Entfernung | 2,5 Millionen Lichtjahre |
Beschreibung | !!!eeB,eL,vmE, Local Group;Andromeda Galaxy;nearest spiral vvB,L,R,psmbMN, M31 Triplicate;Comp to M31 vB,vL,mE 165 degrees,vgvmbM, 31 Companion;UGC 426;H V 18 |
Entdecker | Abd al-Rahman al-Sufi, 964 |
Sternatlanten | Cambridge Star Atlas: Chart 2 & 7 Interstellarum Deep Sky Atlas: Chart 27 Millennium Star Atlas: Charts 105–106 (Vol I) Pocket Sky Atlas: Chart 3 Sky Atlas 2000: Chart 4 Uranometria 2nd Ed.: Chart 30 |