Objekte des Monats: Die Phantomgalaxie Messier 74

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Die Spi­ral­ga­la­xie Mes­sier 74 (NGC 628) im Stern­bild Fische (Pis­ces), wur­de Ende Sep­tem­ber 1780 von dem fran­zö­si­schen Astro­no­men Pierre Méchain ent­deckt, der sei­ne Ent­de­ckung an sei­nen Freund Charles Mes­sier wei­ter­lei­te­te. Mes­sier bestimm­te drei Wochen spä­ter die Posi­ti­on und nahm die Gala­xie am 18. Okto­ber 1780 in sei­nen berühm­ten Nebel­ka­ta­log auf. Er beschrieb das Objekt als ziem­li­che gro­ßen Nebel ohne Ster­ne, der extrem schwer zu beob­ach­ten ist. Der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Wil­helm Her­schel beob­ach­te­te die Gala­xie am 28. Dezem­ber 1799 mit sei­nem 40 Fuß Tele­skop. Sein Sohn John beob­ach­te­te M 74 eben­falls und klas­si­fi­zier­te sie als Kugel­stern­hau­fen, weil er Ster­ne wahr­nahm, was im spä­te­ren New Gene­ral Cata­lo­gue von Drey­er über­nom­men wur­de. Die­se Fehl­ein­stu­fung des Objekts über­leb­te noch weit ins 20. Jahr­hun­dert hin­ein, obwohl im Jahr 1918 der ame­ri­ka­ni­sche Astro­nom Heber Doust Cur­tis, anhand sei­ner foto­gra­fi­schen Auf­nah­men, bestä­tig­te, dass es sich bei M 74 um eine wun­der­schö­ne sym­me­tri­sche Spi­ra­le han­delt. Der iri­sche Astro­nom Lord Ros­se war im Jahr 1848 übri­gens einer der ers­ten Beob­ach­ter, der die Spi­ral­struk­tur von M 74 erkann­te und beschrieb. Der deut­sche Astro­nom Fried­rich Arge­lan­der kata­lo­gi­sier­te die Gala­xie, wäh­rend der Bon­ner Durch­mus­te­rung, als Stern mit der Bezeich­nung BD +15°238. Wahr­schein­lich hat Arge­lan­der, mit sei­nem 78mm Refrak­tor, nur den hel­len stel­la­ren Kern von M 74 wahr­ge­nom­men. Auf­grund ihrer gerin­gen Flä­chen­hel­lig­keit ist Mes­sier 74 auch unter dem Eigen­na­men „Phan­tom­ga­la­xie“ (Phan­tom Gala­xy) bekannt.

Eine Grand-Design-Spirale

Mes­sier 74 ist mit einem Durch­mes­ser von 95.000 Licht­jah­ren unge­fähr halb so groß wie unser eige­nes Milch­stra­ßen­sys­tem. Sie ent­hält mehr als 300 Mil­li­ar­den Ster­ne, besitzt eine schein­ba­re Aus­deh­nung von 10,5 x 9,5 Bogen­mi­nu­ten am Him­mel und eine schein­ba­re Hel­lig­keit von 9,1 Grö­ßen­klas­sen. Auf­grund der gerin­gen Flä­chen­hel­lig­keit von nur 14,4 mag pro Qua­drat­bo­gen­mi­nu­ten, gehört M 74 zum schwie­rigs­ten Objek­te des gesam­ten Mes­sier-Kata­logs. Sie befin­det sich 32 Mil­lio­nen Licht­jah­re von der Erde ent­fernt und ist die Haupt­ga­la­xie einer klei­nen Grup­pe von 5 bis 7 Gala­xien, ähn­lich unse­rer Loka­len Grup­pe, zu denen auch die unge­wöhn­li­che Bal­ken­spi­ra­le und Polar­ring-Gala­xie NGC 660, die unge­wöhn­li­che Sm-Gala­xie UGC 891 (ein Misch­typ aus Spi­ra­le und irre­gu­lä­re Gala­xie) und wei­te­re klei­ne­re irre­gu­lä­re Wel­ten­in­seln wie UGC 1176, UGC 1195 und UGCA 20 gehö­ren. Sie wird als M‑74-Gala­xien­grup­pe bezeich­net. Auf­grund ihres Aus­se­hens zählt sie zur den so genann­ten „Grand-Design Spi­ral­ga­la­xien“, mit deut­lich her­vor­tre­ten­der Spi­ral­struk­tur, auf die wir genau von oben bli­cken. Der Nei­gungs­win­kel der Gala­xien­schei­be beträgt weni­ger als 10 Grad zu unse­rer Sicht­li­nie. Sie ähnelt vom Aus­se­hen her Mes­sier 101 im Stern­bild Gro­ßer Bär, die eben­falls eine ähn­lich gerin­ge Flä­chen­hel­lig­keit und Aus­se­hen besitzt. Die Spi­ralar­me von M 74 sind aller­dings deut­lich regel­mä­ßi­ger und symmetrischer.

M74
Mes­sier 74 in den Fischen – Auf­nah­me von Mario Richter

Die Kern­re­gi­on von M 74 wird durch vie­le alte und gelb­lich erschei­nen­de Stern­hau­fen geprägt. Neue Stu­di­en zei­gen, dass im Kern­ge­biet eine ova­le Struk­tur vor­han­den ist, der als Bal­ken inter­pre­tiert wer­den kann. Die­ser ist umge­ben von einem Ring aus jun­gen Ster­nen. Vom klei­nen aber hel­len zen­tra­len Kern der Gala­xie gehen sym­me­tri­sche Spi­ralar­me aus, die von gewun­de­nen und dicken Staub­bah­nen durch­zo­gen sind. In den bis zu 7.000 Licht­jah­re brei­ten Spi­ralar­men fin­det man zahl­rei­che jun­ge und hei­ße blaue Ster­ne, die sich in mas­se­rei­chen und bläu­lich leuch­ten­den Stern­hau­fen kon­zen­trie­ren, sowie vie­le röt­lich bis rosa­far­be­ne leuch­ten­de Stern­ent­ste­hungs­ge­bie­te aus Was­ser­stoff­gas. Das inten­si­ve ultra­vio­let­te Licht der jun­gen blau­en Rie­sen­ster­ne ioni­sie­ren die Was­ser­stoff­wol­ken und regen die­se im Licht der H‑Alpha Spek­tral­li­nie bei 656,28 Nano­me­ter zum Leuch­ten an. Mehr als 730 die­ser H‑II-Regio­nen und 143 Stern­hau­fen sind in M 74 bekannt. Die gro­ße Anzahl von H‑II-Regio­nen und die durch Dich­te­wel­len aus­ge­präg­te Spi­ral­struk­tur deu­ten dar­auf hin, dass in den letz­ten 500 Mil­lio­nen Jah­ren eine inten­si­ve Stern­ent­ste­hung (Star­burst) statt­ge­fun­den hat. Wahr­schein­lich wur­de die­ser Star­burst durch die gra­vi­ta­ti­ve Wech­sel­wir­kung mit ihren Nach­bar­ga­la­xien und durch Super­no­va­ex­plo­sio­nen aus­ge­löst. Die Spi­ralar­me und die Stern­ent­ste­hungs­ge­biet mar­kie­ren den Ort der Maxi­ma die­ser Dich­te­wel­len. Außer­dem ist Mes­sier 74 von einer Schei­be aus neu­tra­lem Was­ser­stoff­gas umge­ben, die die dop­pel­te Grö­ße der gesam­ten Gala­xie besitzt. Die Mate­rie aus dem Halo der Gala­xie fällt auf die Schei­be und kom­pri­mie­ren die Was­ser­stoff­wol­ken, so dass der Stern­ent­ste­hungs­pro­zess in der Schei­be aus­ge­löst wird. Die Rate der Stern­ent­ste­hung ist zur Zeit etwa dop­pelt so hoch wie in der Spi­ral­ga­la­xie NGC 6946 im Stern­bild Schwan.

Messier 74
Mes­sier 74 mit zahl­rei­chen Hin­ter­grund­ga­la­xien – Auf­nah­me von Wolf­gang Prom­per, Quel­le: CCD-Gui­de, Astro­no­mi­scher Arbeits­kreis Salzkammergut

Im Jahr 2005 wur­de durch das Rönt­gen­ob­ser­va­to­ri­um Chan­dra eine ultra­hel­le Rönt­gen­quel­le (ultra­l­u­min­ous X‑Ray source – ULX) ent­deckt, die peri­odisch Rönt­gen­strah­lung aus­sen­det und inner­halb einer hal­ben Stun­de ihre Hel­lig­keit um mehr als eine Grö­ßen­klas­se ändern kann. Die­se Quel­le strahlt in Abstän­den von etwa zwei Stun­den mehr Rönt­gen­licht ab, als ein Neu­tro­nen­stern. Mit einer Mas­se von 10.000 Son­nen­mas­sen ver­mu­tet man, dass es sich bei die­ser Rönt­gen­quel­le um ein mit­tel­schwe­res Schwar­zes Loch han­delt. Auch im Zen­trum von M 74 wird ein mas­se­rei­ches Schwar­zes Loch ver­mu­tet. 21 wei­te­re Rönt­gen­quel­len wur­den in einem Radi­us von nur 5 Bogen­mi­nu­ten um den Kern gefunden.

Supernovae in M 74

Bis­her wur­de in Mes­sier 74 drei Super­no­vae ent­deckt. Die Super­no­va SN 2002ap, die durch den Kern­kol­laps eines 40 Son­nen­mas­sen schwe­ren Sterns ent­stan­den ist, erreich­te Anfang Febru­ar 2002 sogar eine maxi­ma­le Hel­lig­keit von 12,3 mag und war dem­zu­fol­ge schon sehr leicht in mitt­le­ren Tele­sko­pen beob­acht­bar. Sie gehör­te zu Klas­se der so genann­ten Hyper­no­vae, die 100-mal hel­ler leuch­ten als eine „nor­ma­le“ Super­no­va. Bei der Super­no­va SN 2003gd fand man ein Lich­techo, das durch die Refle­xi­on des Lichts der Super­no­va­ex­plo­si­on an Mole­kül­wol­ken, in unmit­tel­ba­rer Umge­bung des Vor­gän­ger­sterns, ver­ur­sacht wur­de. Durch die­se Super­no­va vom Typ II konn­te die Ent­fer­nung zu M 74 recht genau bestimmt wer­den. Die letz­te Super­no­va (SN 2013ej) in M 74 wur­de am 25. Juli 2013 in ihrer frü­hen Pha­se beob­ach­tet. Sie erreich­te Anfang August eine Hel­lig­keit von 12,4 Grö­ßen­klas­sen und wur­de eben­falls durch den Kern­kol­laps eines mas­se­rei­chen Roten Über­rie­sen verursacht.

Beobachtung

Das Licht von Mes­sier 74 ist ziem­lich gleich­mä­ßig über die Schei­be ver­teilt. Aus die­sem Grund besitzt sie nur eine sehr gerin­ge Flä­chen­hel­lig­keit. Unter einem auf­ge­hell­ten Him­mel erkennt man des­halb nur die hel­le stern­för­mi­ge Kern­re­gi­on. Man benö­tigt einen sehr dunk­len Him­mel und eine kla­re Nacht, um die Gala­xie in einem Feld­ste­cher über­haupt zu erken­nen. Ein 10x50 Fern­glas zeigt unter einem dunk­len Land­him­mel, an der Stel­le wo sich die Gala­xie befin­det, nur indi­rekt einen zar­ten Nebel­schim­mer. Mit einem 16x70 Feld­ste­cher gelingt eine Sich­tung von M 74 etwas leich­ter. Selbst mit 3 bis 4 Zoll Öff­nung und 23-facher Ver­grö­ße­rung erkennt man unter durch­schnitt­li­chen Bedin­gun­gen nur ein ver­wa­sche­nes ova­les Licht­fleck­chen ohne Details, mit hel­ler Kern­re­gi­on. Der Halo besitzt einen Durch­mes­ser von 5 Bogen­mi­nu­ten. Die­ser Ein­druck ändert sich auch mit grö­ße­rer Öff­nung kaum. Mit 6 bis 8 Zoll Öff­nung erscheint die Kern­re­gi­on stel­lar. Der Kern ist dabei in einer ova­len und recht aus­ge­dehn­ten Nebel­schei­be ein­ge­bet­tet. Ab 10 bis 12 Zoll Öff­nung erscheint die Schei­be der Gala­xie mit mitt­le­rer Hel­lig­keit, in Ost-West-Rich­tung elon­giert und mit 8 Bogen­mi­nu­ten Aus­deh­nung, recht groß. Sie erscheint leicht gemot­telt und mit einem star­ken Hel­lig­keits­an­stieg zur Mit­te. Man beob­ach­tet am bes­ten bei gerin­ger Ver­grö­ße­rung und maxi­ma­ler Aus­tritts­pu­pil­le. Der 1 Bogen­mi­nu­te gro­ße Kern ver­trägt Ver­grö­ße­rung bis zur Mil­li­me­ter­zahl des Fern­rohrs recht gut und erscheint etwas aus dem Zen­trum ver­setzt zu sein. Auch das Kern­ge­biet erscheint leicht gra­nu­liert. Die auf den Fotos so herr­lich erschei­nen­den Spi­ralar­me von M 74 sind selbst mit grö­ße­ren Opti­ken schwie­rig zu erfas­sen aber unter sehr guten Bedin­gun­gen bereits ab 12 Zoll Öff­nung wahr­nehm­bar. Nur eini­ge schwa­che Licht­fle­cken erschei­nen visu­ell im Tele­skop und geben die Posi­ti­on der Spi­ralar­me wie­der. Vor allem fal­len die Vor­der­grund­ster­ne nahe der Gala­xien­schei­be auf, die nicht mit einer Super­no­va ver­wech­selt wer­den soll­ten. Mit noch grö­ße­ren Tele­sko­pen sind in den Spi­ralar­men und dazwi­schen ein­zel­ne Kno­ten wahr­nehm­bar, bei denen es sich um Vor­der­grund­ster­ne sowie Stern­wol­ken und Nebel inner­halb der Schei­be von M 74 han­delt. Die Gala­xie ähnelt nun visu­ell M 33 im Stern­bild Drei­eck, nur mit einem stär­ker aus­ge­präg­ten und kon­den­sier­ten Kern, der dem Kern eines unauf­ge­lös­ten Kugel­stern­hau­fens ähnelt.

Aufsuchkarte
Auf­such­kar­te für die Phan­tom­ga­la­xie (Mes­sier 74) – erstellt mit SkytechX

Mes­sier 74 ist am bes­ten in den Herbst und Win­ter­mo­na­ten beob­acht­bar, wenn das Stern­bild Fische hoch am Him­mel steht. Um die licht­schwa­che Gala­xie auf­zu­fin­den, star­ten wir bei Alpha Pisci­um (3,8 mag). Wir schwen­ken das Tele­skop nach Nord­wes­ten über die Ster­ne Omi­kron (4,3 mag) und Pi Psc (5,5 mag) hin­aus, bis wir auf den 3,6 mag hel­len und engen Dop­pel­stern Eta Psc tref­fen. Eta ist der hells­te Stern im Stern­bild Fische. Er befin­det sich in der direk­ten Ver­län­ge­rung der bei­den hells­ten Ster­ne im Wid­der, Alpha und Beta Ari­e­tis (2,0 mag & 2,6 mag), rund 7,5° in Rich­tung Süd­wes­ten. M 74 kann nun 1,5° nord­öst­lich von Eta Pisci­um auf­ge­fun­den wer­den. Im Sucher­te­le­skop befin­det sich die Gala­xie knapp 1° süd­west­lich einer leicht zu iden­ti­fi­zie­ren­den Ster­nen­ket­te und direkt öst­lich eines Ster­nen­paars der 6. und 7. Grö­ßen­klas­se. Sie bil­det mit den bei­den Ster­nen eine Art gleich­schenk­li­ges Dreieck.

  Auf­such­kar­te Phan­tom­ga­la­xie (Mes­sier 74) (91,0 KiB, 23 hits)

Steckbrief für Messier 74

Objekt­na­meMes­sier 74
Kata­log­be­zeich­nungNGC 628, UGC 1149, PGC 5974, MCG 3–5‑11
Eigen­na­mePhan­tom­ga­la­xie, Phan­tom Galaxy
TypGala­xie, Sc
Stern­bildFische (Pis­ces)
Rekt­aszen­si­on (J2000.0)01h 36m 41,7s
Dekli­na­ti­on (J2000.0)+15° 47′ 00″
V Hel­lig­keit9,1 mag
Flä­chen­hel­lig­keit14,2 mag
Win­kel­aus­deh­nung10,5′ x 9,5′
Posi­ti­ons­win­kel25°
Abso­lu­te Helligkeit-20.´,201 mag
Durch­mes­ser95.000 Licht­jah­re
Ent­fer­nung32 Mil­lio­nen Lichtjahre
Beschrei­bungF,vL,R,vg,psmbM,rr; Fine face on spiral
Ent­de­ckerPierre Méchain, 1780
Ster­n­at­lan­tenCam­bridge Star Atlas Chart 8
Inter­stel­lar­um Deep Sky Atlas Chart 51
Mill­en­ni­um Star Atlas Charts 193–194 (Vol I)
Pocket Sky Atlas Chart 45
Sky Atlas 2000 Chart 10
Ura­no­me­tria 2nd Ed. Chart 100

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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