Objekte des Monats: Der Herkuleshaufen Messier 13

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Der Kugel­stern­hau­fen Mes­sier 13 (NGC 6205) im Stern­bild Her­ku­les wur­de im Jahr 1714 von dem eng­li­schen Astro­no­men Sir Edmund Hal­ley mit dem blo­ßen Auge, als dif­fu­ses Nebel­chen ent­deckt. Am 1. Juni 1764 fand ihn auch der fran­zö­si­sche Astro­nom Charles Mes­sier und nahm ihn anschlie­ßend in sei­ne berühm­te Nebel­lis­te auf. Er beschrieb den Stern­hau­fen als 6 Bogen­mi­nu­ten gro­ßen, run­den leuch­ten­den Nebel ohne Ster­ne, im Gür­tel des Her­ku­les und mit hel­le­rem Zen­trum, in der Nähe zwei­er Ster­ne. Erst der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Wil­helm Her­schel gelang es am 22. August 1779 den Kugel­stern­hau­fen in sei­ne Ein­zelster­ne auf­zu­lö­sen. Er fer­tig­te auch die ers­te Zeich­nung von M 13 an. Her­schel beschrieb M 13 als sehr schö­nen kom­pri­mier­ten Stern­hau­fen, der in der Mit­te sehr reich ist, mit min­des­tens 14.000 Ster­nen. Der iri­sche Astro­nom Wil­liam Par­son, der 3. Earl of Ros­se, beob­ach­te­te und zeich­ne­te den Stern­hau­fen im Jahr 1861 eben­falls von sei­nem Land­sitz in Birr Cast­le aus und bemerk­te eine Y‑förmige dunk­le Struk­tur im Zen­trum des Kugel­hau­fens sowie „eigen­ar­tig gefrans­te Anhäng­sel“. Die bei­den fran­zö­si­schen Brü­der Paul-Pierre und Mathieu-Pro­sper Hen­ry konn­ten den Kugel­hau­fen 1887 zum ers­ten Mal auf eine Foto­plat­te ban­nen. Bei einer zwei­stün­di­gen Belich­tung gelang es den bei­den Opti­kern und Astro­no­men die Rand­be­rei­che des Hau­fens ganz und das Zen­trum teil­wei­se in Ein­zelster­ne auf­zu­lö­sen. Mes­sier 13 ist in der astro­no­mi­schen Lite­ra­tur auch als Her­ku­le­shau­fen bzw. im eng­li­schen Sprach­raum als „Gre­at (Glo­bu­lar) Clus­ter in Her­cu­les“ bekannt.

Der bekannteste Kugelsternhaufen des Nordhimmel

Mes­sier 13 ist sicher­lich der bekann­tes­te und beein­dru­ckends­te Kugel­stern­hau­fen des nörd­li­chen Stern­him­mels, weil er sich von unse­ren Brei­ten aus gese­hen leicht auf­fin­den und beob­ach­ten lässt. Vie­le ande­re Kugel­stern­hau­fen, die hel­ler und sogar noch grö­ßer sind, sind am bes­ten von der süd­li­chen Hemi­sphä­re der Erde aus zu sehen, wenn man von Mes­sier 5 im Kopf der Schlan­ge ein­mal absieht. Mit einer Hel­lig­keit von 5,8 mag und einen schein­ba­ren Durch­mes­ser von 20 Bogen­mi­nu­ten, ist der Kugel­hau­fen unter einem dunk­len Land­him­mel bereits als schwa­cher Licht­fleck erkenn­bar. Er befin­det sich in einer Ent­fer­nung von 25.100 Licht­jah­ren zur Erde und ent­hält bis zu eine Mil­li­on Mit­glieds­ster­ne, deren ältes­te Mit­glie­der ein Alter von 11,65 Mil­li­ar­den Jah­ren auf­wei­sen. Mit einem Durch­mes­ser von 160 Licht­jah­ren, einer Mas­se von 500.000 und einer Leucht­kraft von 300.000 Son­nen, ist der Kugel­stern­hau­fen etwas mas­se­är­mer und klei­ner als Mes­sier 15 im Pega­sus oder Mes­sier 53 im Stern­bild Haar der Berenike.

Messier 13
Mes­sier 13 im Stern­bild Her­ku­les – Auf­nah­me von Mario Richter

Die Ster­nen­dich­te im rund 3 Licht­jah­re gro­ßen Zen­tral­be­reich des Kugel­hau­fens beträgt unge­fähr das 500-fache der Son­nen­um­ge­bung. Auf einem hypo­the­ti­schen Pla­ne­ten im Zen­trum von M 13 wür­den hun­der­te Ster­ne so hell wie die schein­ba­re Hel­lig­keit der Venus vom Him­mel strah­len! Im Zen­tral­be­reich des Hau­fens ste­hen die Ster­ne auch so nah bei­ein­an­der, dass sie kol­li­die­ren und mit­ein­an­der wech­sel­wir­ken kön­nen. Die­se Ster­ne, die von den Astro­no­men „Blaue Nach­züg­ler“ (Blue Stragg­lers) genannt wer­de, erschei­nen deut­lich jün­ger als die ande­ren Mit­glieds­ster­ne im Hau­fen und sind für die For­schung beson­ders inter­es­sant. Nur 15 die­ser Ster­ne wur­den in den letz­ten Jah­ren in M 13 gefun­den. Der hells­te Stern des Kugel­stern­hau­fens ist der rote Cep­hei­den-Ver­än­der­li­che V1554 Her­cu­lis, mit einer schein­ba­ren Hel­lig­keit von 11,95 mag. Stün­de die Son­ne in der glei­chen Ent­fer­nung wie M13, wür­de sie uns als Stern von nur noch 19. Grö­ßen­klas­se erschei­nen. Auf­fäl­lig, im Gegen­satz zu ande­ren Kugel­hau­fen, ist die gerin­ge Anzahl von ver­än­der­li­chen Ster­nen. Momen­tan sind nur 40 von ihnen bekannt. 9 von die­sen Ster­nen sind RR-Lyrae-Ster­ne, die so genann­ten Hau­fen­ver­än­der­li­chen, die für die kos­mi­sche Ent­fer­nungs­lei­ter wich­tig sind. Der Grund für die­sen Man­gel an Ver­än­der­li­chen ist wei­ter­hin For­schungs­ge­gen­stand der Astronomen.

Zentralbereich
Der Zen­tral­be­reich des Kugel­stern­hau­fens Mes­sier 13 in einer Hub­ble-Auf­nah­me – Credit: ESA/Hubble and NASA, Public domain, via Wiki­me­dia Commons

Wie alle Kugel­stern­hau­fen im Halo unse­res Milch­stra­ßen­sys­tems, umkrei­sen die­se das Zen­trum unse­rer Hei­mat­ga­la­xie. Dabei kann sich M 13 bis zu 80.000 Licht­jah­re vom Zen­trum der Gala­xis ent­fer­nen. Die Ent­fer­nung zum galak­ti­schen Zen­trum beträgt momen­tan rund 30.000 Licht­jah­re. Die Bahn von M 13 ist zur galak­ti­schen Ebe­ne stark geneigt und durch­dringt die­se zwei Mal im Lau­fe einer Umrun­dung, was unge­fähr eine hal­be Mil­li­ar­de Jah­re dau­ert. Auf lan­ge Sicht wird der Stern­hau­fen des­halb sei­ne Ster­ne an die galak­ti­sche Schei­be ver­lie­ren. Ein Hin­weis auf die­sen Mas­se­ver­lust sind vor- und nach­lau­fen­de Gezei­ten­schwei­fe, die im Jahr 1997 gefun­den wur­den und sich über min­des­tens 15° am Him­mel erstre­cken. Einen Stern hat M 13 auf sei­ner Tour durch die Schei­be der Milch­stra­ße aller­dings dazu­ge­won­nen: Bar­nard 29 ist ein sehr jun­ger blau­er Rie­se vom Spek­tral­typ B2. Ver­mut­lich hat der Kugel­hau­fen ihn bei sei­nem letz­ten Durch­gang durch galak­ti­sche Ebe­ne auf­ge­sam­melt. Im Jahr 1989 wur­de sogar ein Mil­li­se­kun­den-Pul­sar in M 13 gefun­den, der nicht in einem Dop­pel­stern­sys­tem gebun­den ist.

Irdische Botschaft zu Messier 13

Am 16. Novem­ber 1974 wur­de mit Hil­fe des neu über­ar­bei­te­ten und ver­bes­ser­ten 305 Meter gro­ßen Are­ci­bo-Radio­te­le­skops in Puer­to Rico – das im Dezem­ber 2020 lei­der zer­stört wur­de – eine 1679 Binär­zei­chen umfas­sen­de Bot­schaft, bei einer Fre­quenz von 2,38 Giga­hertz, an hypo­the­ti­sche Außer­ir­di­sche in Mes­sier 13 gesen­det. Die­se ent­hielt u.a. Infor­ma­tio­nen über die Bio­lo­gie und Ana­to­mie des Men­schen, die mensch­li­che Popu­la­ti­on sowie die Her­kunft des Signals. Die nur 3 Minu­ten lan­ge SETI-Nach­richt wur­de von dem ame­ri­ka­ni­schen Astro­no­men Frank Dra­ke und dem ame­ri­ka­ni­schen Astro­no­men und Wis­sen­schafts­pu­bli­zis­ten Carl Sagan zusam­men­ge­stellt und mit einer Ener­gie von 20 Bil­lio­nen Watt gesen­det, was auf die Fre­quenz gerech­net, hel­ler als die Son­ne war. Der Kugel­stern­hau­fen wur­de aus­ge­wählt, weil hier rela­tiv vie­le alte Ster­ne auf engen Raum ver­sam­melt sind. Auf­grund des Vor­han­den­seins nur sehr wenig schwe­re Ele­men­te jen­seits des Was­ser­stoffs und Heli­ums, sind erd­ähn­li­che Pla­ne­ten in die­ser Art von Ster­nen­sys­te­men aller­dings recht rar gesät. Die Ster­ne in M 13 besit­zen näm­lich nur 1/5 des Metall­ge­halts unse­rer Son­ne. Der Test war des­halb eher eine tech­no­lo­gi­sche Demons­tra­ti­on als ein ernst­haf­ter Kom­mu­ni­ka­ti­ons­ver­such mit Ali­ens. Nicht des­to trotz müss­ten wir mit einer mög­li­chen Ant­wort von den Außer­ir­di­schen sowie­so frü­hes­tens erst in 50.000 Jah­ren rech­nen. Die Are­ci­bo-Bot­schaft wird Mes­sier 13 nach neus­ten Kennt­nis­sen aller­dings knapp ver­feh­len, weil nach einer Rei­se­zeit von 25.000 Jah­ren M 13 sich bereits räum­lich wei­ter­be­wegt hat und sich dem­zu­fol­ge nicht mehr an der glei­chen Stel­le des Him­mels befin­den wird!

Arecibo-Botschaft
Die Are­ci­bo-Bot­schaft mit farb­li­chen Her­vor­he­bun­gen – Credit: Arne Nord­mann (nor­ro), CC BY-SA 3.0, via Wiki­me­dia Commons

Der Inhalt der Are­ci­bo-Nach­richt: Dual­zah­len 1–10 (weiß); Atom­zah­len von Was­ser­stoff, Koh­len­stoff, Stick­stoff, Sauer­stoff und Phos­phor (vio­lett); Che­mi­sche For­meln für Zucker und Basen der Nukleo­ti­de der DNA (grün); Zahl der Nukleo­ti­de in der mensch­li­chen DNA (weiß); Dop­pel-Helix der DNA (blau); Bevöl­ke­rungs­zahl der Erde (weiß); der Mensch (rot); Grö­ße des Men­schen (blau/weiß); Son­nen­sys­tem mit der Erde zum Men­schen hin ver­setzt (gelb); Are­ci­bo-Tele­skop (vio­lett); Durch­mes­ser des Teleskops.

Beobachtung

Mes­sier 13 gilt als Indi­ka­tor für eine gute Beob­ach­tungs­nacht. Unter dem dunk­len Land­him­mel Süd­bran­den­burgs ist das Objekt über­ra­schend ein­fach indi­rekt mit dem blo­ßen Auge zu sehen. Grund­sätz­lich hängt das Aus­se­hen des Stern­hau­fen von der Öff­nung des Tele­skops ab. Aber auch die Dun­kel­heit und die Trans­pa­renz des Him­mels ist für das Erschei­nungs­bild von M 13 aus­schlag­ge­bend. Mit Hil­fe eines 10x50 Fern­gla­ses erkennt man bereits aus der Stadt her­aus nur einen run­den Licht­ball mit hel­lem Zen­trum, der von zwei gleich hel­len gelb­li­chen Ster­nen (SAO 46502 & SAO 46524) ein­ge­rahmt wird. Die­se bei­den Ster­ne bil­den zusam­men mit dem Kugel­stern­hau­fen ein gleich­schenk­li­ges Drei­eck. Unter Zuhil­fe­nah­me mei­nes 16x70 Fuji­non Feld­ste­chers erscheint der Kugel­stern­hau­fen nun deut­lich hel­ler und der Rand­be­reich bereits leicht gra­nu­liert. Mit einem Fern­rohr von 3 Zoll Öff­nung kann man Mes­siers Beschrei­bung gut nach­voll­zie­hen. Bei hoher Ver­grö­ße­rung ab 80-fach erscheint M 13 an sei­nen Rän­dern eben­falls schon leicht kör­nig. Unter opti­ma­len Bedin­gun­gen und noch höhe­rer Ver­grö­ße­rung um 140-fach kann das Rand­ge­biet des Hau­fens schon in ein­zel­ne Ster­ne auf­ge­löst wer­den. Mit Öff­nun­gen von 4 bis 5 Zoll erschei­nen auch immer mehr Ein­zelster­ne der 11. bis 12. Grö­ßen­klas­se, die ein­zel­ne Grup­pen und Ster­nen­ket­ten bil­den. Zwei die­ser Ster­nen­ket­ten sind beson­ders auf­fäl­lig. Das Zen­trum erscheint mäßig kondensiert.

Umgebung von Messier 13
Die kos­mi­sche Nach­bar­schaft von Mes­sier 13 – Auf­nah­me von Bern­hard Hubl, Quel­le: CCD-Gui­de, Astro­no­mi­scher Arbeits­kreis Salzkammergut

Ab 6 bis 8 Zoll Öff­nung sieht M 13 schon sehr beein­dru­ckend aus. Nun sind bei mitt­le­ren bis höhe­ren Ver­grö­ße­run­gen eini­ge hun­dert Ster­ne im Gesichts­feld wahr­nehm­bar, die lan­ge Stern­ket­ten und Bögen bil­den. Spä­tes­tens mit 8 Zoll ist auch der Zen­tral­be­reich voll­stän­dig in Ein­zelster­ne auf­ge­löst. Im Gegen­zug zu manch ande­rem Kugel­stern­hau­fen, erscheint die­ser nicht sehr kon­zen­triert. Mit 10 Zoll Öff­nung erschei­nen hun­der­te Ster­ne, die sich über das gesam­te Gesichts­feld und ent­lang gebo­ge­ner Ster­nen­ket­ten ver­tei­len. Der Stern­hau­fen erscheint nun drei­di­men­sio­nal. Mit sehr hohen Ver­grö­ße­run­gen und 12 Zoll Öff­nung sind inner­halb des Kerns eini­ge klei­ne, dunk­le Stel­len sowie eine Ster­nen­ket­te in Form eines X wahr­nehm­bar. Süd­öst­lich des Kerns erscheint eine Y‑förmige Dun­kel­struk­tur, die auch als „Pro­pel­ler“ bekannt ist und von Lord Ros­se beschrie­ben wur­de. Rund 40 Bogen­mi­nu­ten nord­öst­lich von Mes­sier 13 ist ab 4 Öff­nung und mitt­le­ren Ver­grö­ße­run­gen die ziem­lich flä­chen­hel­le Edge-on Spi­ral­ga­la­xie NGC 6207 als läng­li­ches Wölk­chen wahr­nehm­bar. Mit einer Hel­lig­keit von 11,4 mag und einem Abstand von 43 Mil­lio­nen Licht­jah­ren, befin­det sich die­ses Ster­nen­sys­tem aber deut­lich im Hintergrund.

Aufsuchkarte
Auf­such­kar­te für Mes­sier 13 – erstellt mit SkytechX

Die Früh­lings- und Som­mer­mo­na­te sind die bes­te Zeit Mes­sier 13 zu beob­ach­ten. Anfang Juli steht der Stern­hau­fen bereits gegen 23 Uhr Som­mer­zeit hoch am Him­mel im Meri­di­an und ist rela­tiv ein­fach auf­find­bar. Betrach­tet man das Stern­bild Her­ku­les, fällt zuerst das mar­kan­te tra­pez­för­mi­ge Vier­eck auf, das durch die Ster­ne Epsi­lon (3,92 mag), Zeta (2,81 mag), Eta (3,48 mag) und Pi Her­cu­lis (3,16 mag) gebil­det wird. Die­ser Aste­ris­mus befin­det sich etwa auf zwei Drit­tel des Weges zwi­schen den Ster­nen Wega in der Lei­er und Ark­tur im Stern­bild Bären­hü­ter und ist im eng­li­schen Sprach­raum auch als „Key­stone“ bekannt. M 13 steht dann etwa auf einem Drit­tel der Ver­bin­dungs­li­nie zwi­schen Eta und Zeta Her, knapp 2,5° süd­lich von Eta. Im Sucher­te­le­skop erkennt man an die­ser Stel­le ein run­des Nebel­chen, das von zwei hel­le­ren Ster­nen der 7. Grö­ßen­klas­se nord­öst­lich und süd­west­lich flan­kiert wird.

  Auf­such­kar­te Her­ku­le­shau­fen (Mes­sier 13) (88,3 KiB, 42 hits)

Steckbrief für Messier 13

Objekt­na­meMes­sier 13
Kata­log­be­zeich­nungNGC 6205, GCL 45
Eigen­na­meHer­ku­les Hau­fen, Her­cu­les Clus­ter, Gre­at (Glo­bu­lar) Clus­ter in Her­ku­les, Key­stone Cluster
TypKugel­stern­hau­fen, V
Stern­bildHer­ku­les (Her­cu­les)
Rekt­aszen­si­on (J2000.0)16h 41m 41,5s
Dekli­na­ti­on (J2000.0)+36° 27′ 39″
V Hel­lig­keit5,8 mag
Flä­chen­hel­lig­keit12,0 mag
Win­kel­aus­deh­nung23,2′
Durch­mes­ser160 Licht­jah­re
Ent­fer­nung21.500 Licht­jah­re
Beschrei­bung!!eB,vRi,vgeCM,*11…; Her­cu­les cluster;Messier said round nebu­la con­tains no star
Ent­de­ckerEdmund Hal­ley, 1764
Ster­n­at­lan­tenCam­bridge Star Atlas Chart 6
Inter­stel­lar­um Deep Sky Atlas Chart 19, 31
Mill­en­ni­um Star Atlas: Charts 1159–1160 (Vol III)
Pocket Sky Atlas Chart 52
Sky Atlas 2000 Chart 8
Ura­no­me­tria 2nd Ed. Chart 50

Andreas

Andreas Schnabel war bis zum Ende der Astronomie-Zeitschrift "Abenteuer Astronomie" im Jahr 2018 als Kolumnist tätig und schrieb dort über die aktuell sichtbaren Kometen. Neben Astronomie, betreibt der Autor des Blogs auch Fotografie und zeige diese Bilder u.a. auf Flickr.

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