Objekte des Monats: Der Eulennebel Messier 97

Der Eulen­ne­bel Mes­sier 97 (NGC 3587) im Stern­bild Gro­ßer Bär (Ursa Major) wur­de am 16. Febru­ar 1781 von dem fran­zö­si­schen Astro­no­men Pierre Méchain ent­deckt. Sein Freund und Kol­le­ge Charles Mes­sier nahm das Objekt am 24. März 1781 als 97. Ein­trag in sei­nen berühm­ten Nebel­ka­ta­log auf. Méchain beschrieb den Nebel als schwie­rig zu sehen­des Objekt, mit schwa­chem Licht und ohne Stern, in der Nähe von Beta Ursae Majo­ris gele­gen. Der Eigen­na­me „Eulen­ne­bel“ bzw. „Owl Nebu­la“ erhielt der pla­ne­ta­ri­sche Nebel von dem iri­schen Astro­no­men Wil­liam Par­son, der 3. Earl of Ros­se. Er beob­ach­te­te und zeich­ne­te das Objekt mit sei­nem 72 Zoll Rie­sen­te­le­skop im Jahr 1848 von Birr Cast­le aus und ver­glich das äuße­re Erschei­nungs­bild, ins­be­son­de­re die bei­den dunk­len Höh­len in der Nebel­hül­le, mit dem Kopf einer Eule. Er bemerk­te und zeich­ne­te auch zwei Ster­ne in den dunk­len Berei­chen. In spä­te­ren Jah­ren konn­te der zwei­te Stern von ande­ren Beob­ach­tern aber nicht mehr auf­ge­fun­den wer­den. Im Jahr 1866 beob­ach­te­te der bri­ti­sche Astro­nom Wil­liam Hug­gins das Spek­trum von M 97 und wies schließ­lich des­sen gas­för­mi­ge Natur nach. Der Eulen­ne­bel ist einer von nur vier pla­ne­ta­ri­schen Nebeln, die im Mes­sier­ka­ta­log auf­ge­führt sind.

Überrest eines sonnenähnlichen Sterns

Mes­sier 97 gehört mit einer Hel­lig­keit von 9,9 mag und sei­ner gerin­gen Flä­chen­hel­lig­keit zu den licht­schwächs­ten und schwie­rigs­ten Objek­ten für klei­ne Tele­sko­pe in Mes­siers berühm­ten Nebel­ka­ta­log. Denn das Licht des Nebels ver­teilt sich auf eine Flä­che, die etwa fünf­mal so groß ist, wie die schein­ba­re Grö­ße des Jupi­ter­scheib­chens. Der unge­wöhn­li­che und sehr dyna­mi­sche pla­ne­ta­ri­sche Nebel befin­det sich nach neus­ten Erkennt­nis­sen 2.870 Licht­jah­re von der Erde ent­fernt und besitzt einen schein­ba­ren Durch­mes­ser von 3,4 x 3,3 Bogen­mi­nu­ten, was auf die Ent­fer­nung gerech­net rund 2 bis 3 Licht­jah­ren Aus­deh­nung ent­spricht. Die vor rund 8.000 Jah­ren von einem roten Rie­sen in einem mas­si­ven Ster­nen­wind abge­sto­ße­ne Hül­le, dehnt sich mit einer Geschwin­dig­keit von 27 bis 39 Kilo­me­tern pro Sekun­de in den Welt­raum aus. Für das blo­ße Auge erscheint M 97 etwas hel­ler als auf Fotos, weil das mensch­li­che Auge für das grü­ne Licht des zwei­fach ioni­sier­ten Sau­er­stoffs (O‑III) beson­ders emp­find­lich ist.

Der Nebel besitzt einen annä­hern kreis­för­mi­gen Quer­schnitt mit ins­ge­samt drei kon­zen­tri­sche Scha­len: ein schwa­cher äuße­rer Halo, eine fast kreis­för­mi­ge mitt­le­re Scha­le und eine etwas ellip­ti­sche inne­re Scha­le. Die inne­ren Scha­len leuch­tet im Licht der OIII-Linie grün­lich. Die „Augen der Eule“, die vor allem auf lang belich­te­ten Fotos her­vor­ste­chen, sind das Ergeb­nis einer nicht ganz sym­me­tri­schen bipo­la­ren zylin­dri­schen Torus­scha­le, die 45 Grad gegen unse­re Sicht­li­nie geneigt ist und die durch die schnel­len Stern­win­de des Sterns in sei­ner AGB-Pha­se ent­stand. Wir bli­cken hier auf die mate­rie­ar­men Enden die­ses Zylin­ders, wobei dich­ter Staub ein Teil des Lichts der Nebel­hül­le blo­ckiert. Die äuße­re Scha­le ist sehr schwach und leuch­tet, auf­grund der Was­ser­stoff­emis­si­on, auf Fotos leicht röt­lich. Der eben­falls im H‑Al­pha-Licht leuch­ten­de äuße­re und leicht ellip­ti­sche Halo wur­de erst im Jahr 1991 ent­deckt. Der Halo ent­stand durch nor­ma­le Ster­nen­win­de, als sich der Stern zum Roten Rie­sen aus­dehn­te und die Was­ser­stoff­fu­si­on in sei­nem Kern zum erlie­gen kam. Ein Super­wind trieb in einer spä­te­ren Pha­se noch mehr Gas und Staub nach außen und form­te die mitt­le­re Hül­le. Ein noch schnel­le­rer Ster­nen­wind kom­pri­mier­te schließ­lich das Gas, so dass die inne­re Scha­le entstand. 

Ins­ge­samt ent­hält der Eulen­ne­bel etwa 0,13 Son­nen­mas­sen Mate­rie ein­schließ­lich Was­ser­stoff, Heli­um, Stick­stoff, Sau­er­stoff und Schwe­fel. Der Über­rest des ehe­ma­li­gen Sterns, der die 41 bis 148-fache Son­nen­leucht­kraft und eine Mas­se von 0,7 Son­nen­mas­sen besitzt, hat eine Ober­flä­chen­tem­pe­ra­tur von 123.000 Kel­vin und eine schein­ba­re Hel­lig­keit von nur 16 Grö­ßen­klas­sen. Somit ist der Zen­tral­stern von M 97 – der übri­gens zu den hei­ßes­ten Ster­nen der Milch­stra­ße zählt – visu­ell nur in gro­ßen Tele­sko­pen beob­acht­bar. Das von dem Roten Rie­sen aus­ge­sto­ße­ne Mate­ri­al wird nun von des­sen Ster­nen­lei­che zum Leuch­ten ange­regt. Der Nebel wird sich in den kom­men­den Jahr­tau­sen­den wei­ter in den Raum aus­deh­nen, abküh­len, sich schließ­lich zer­streu­en und unsicht­bar wer­den. Der Wei­ße Zwerg wird in den nächs­ten Mil­li­ar­den Jah­ren eben­falls lang­sam abküh­len und verblassen.

Beobachtung

Auf­grund sei­ner gerin­gen Flä­chen­hel­lig­keit ist Mes­sier 97 ein rela­tiv schwie­ri­ges Objekt für Fern­glä­ser und klei­ne­re Tele­sko­pe. Ein dunk­ler und kla­rer Land­him­mel ohne Mond­schein ist erfor­der­lich, um den pla­ne­ta­ri­schen Nebel schon im 10x50 oder bes­ser im 16x70 Feld­ste­cher, als win­zi­ges run­des Scheib­chen, zu erken­nen. Im 3‑Zöller erkennt man eben­falls nur ein run­des, geis­ter­haf­tes Nebel­chen, was kei­ner­lei Ein­zel­hei­ten zeigt. Im 4‑Zöller, unter mode­ra­ten Bedin­gun­gen, erscheint der Eulen­ne­bel deut­lich hel­ler mit schar­fen Rand und mode­ra­ter Hel­lig­keits­ver­tei­lung in der Nebel­hül­le. Nur eine Bogen­mi­nu­ten nörd­lich von M 97 steht ein Stern der 12. Grö­ßen­klas­se. Unter guten Bedin­gun­gen und mit indi­rek­tem Sehen sind ab 6 Zoll Öff­nung schon andeu­tungs­wei­se die dunk­len Höh­len zu erken­nen. Mit 8 bis 10 Zoll Öff­nung und mitt­le­ren bis hoher Ver­grö­ße­rung sind die Augen etwas deut­li­cher aus­ge­prägt und erschei­nen wie gro­ße dunk­le Berei­che in der Nebel­scha­le. Die Rän­der der Nebel­hül­le erschei­nen dif­fus. Eine deut­li­che Ver­bes­se­rung im Kon­trast ergibt sich, wenn man einen O‑III Fil­ter zur Hil­fe nimmt. Bei nicht ganz so guten Bedin­gun­gen macht die­ser Fil­ter eine erfolg­rei­che Sich­tung der Nebel­scha­le und vor allem der Augen über­haupt erst mög­lich. Mit noch grö­ße­ren Tele­s­ko­pöff­nun­gen blei­ben die Augen nicht völ­lig nebel­frei und sehr kon­trast­arm. Nur 0,7 Grad nord­west­lich von Mes­sier 97 befin­det sich die 10,2 mag hel­le Bal­ken­spi­ral­ga­la­xie Mes­sier 108. In Tele­sko­pen mit mehr als einem Grad Gesichts­feld sind bei­de Objek­te zusam­men im Oku­lar erkenn­bar, wobei M 108 deut­lich läng­lich erscheint.

Der Eulen­ne­bel ist von unse­ren Brei­ten aus gese­hen zir­kum­po­lar und das Auf­fin­den gestal­tet sich rela­tiv ein­fach. Der Nebel liegt unge­fähr auf einem Drit­tel und leicht süd­lich der Ver­bin­dungs­li­nie zwi­schen den fast gleich hel­len Ster­nen der 2. Grö­ßen­klas­se Merak (Beta UMa) und Phecda (Gam­ma UMa). Die­se bei­den Ster­ne bil­den die unte­ren Kas­ten­ster­ne des Gro­ßen Wagens. Wenn wir von Merak aus­ge­hen, befin­det sich der pla­ne­ta­ri­sche Nebel knapp 2 ½ Grad süd­öst­lich die­ses Sterns. Im Sucher­fern­rohr bil­det M 97 zusam­men mit drei wei­te­ren Ster­nen der 7. bis 8. Grö­ßen­klas­se eine Art Tra­pez, das dem Kreuz des Südens ähnelt, und steht dabei an des­sen süd­öst­li­cher Ecke.

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Steckbrief für Messier 97