Objekte des Monats: Die Galaxie Messier 106

Die Bal­ken­spi­ral­ga­la­xie Mes­sier 106 (NGC 4258) im Stern­bild Jagd­hun­de (Canes Vena­ti­ci) wur­de im Juli 1781 vom fran­zö­si­schen Astro­no­men Pierre Méchain ent­deckt und in einem per­sön­li­chen Brief an Ber­nouli am 6. Mai 1783 erwähnt. Er beschrieb das Objekt als Nebel in der Nähe des Sterns 3 Canum Vena­ti­corum. Das Objekt wur­de aber erst im Jahr 1947 von der kana­di­schen Astro­no­min Helen Sawy­er Hogg, zusam­men mit Mes­sier 105 und Mes­sier 107, zum Mes­sier-Kata­log hin­zu­ge­fügt. Mög­li­cher­wei­se wäre M 106, in einer spä­te­ren Publi­ka­ti­on von Mes­siers Kata­log, mit auf­ge­nom­men wor­den. Der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Wil­helm Her­schel beob­ach­te­te die Gala­xie am 9. März 1788 unab­hän­gig von Méchain und nahm sie in sei­nen Kata­log der Stern­hau­fen und Nebel auf. Er beschrieb sie als bril­lant, mit hel­lem, nicht run­dem Kern und schwach mil­chi­gen Zwei­gen im Nor­den und Süden. Auch Her­schels Sohn John beob­ach­tet die Gala­xie im Jahr 1830. Spä­ter wur­de die­se als NGC 4288 in Drey­ers 1888 erschie­ne­nen „New Gene­ral Cata­lo­gue of Nebu­lae an Star Clus­ter“ katalogisiert.

Eine verkleinerte Version des Andromedanebels

Mes­sier 106 ist eine Bal­ken­spi­ra­le vom Hub­ble-Typ SABbc in 23,7 Mil­lio­nen Licht­jah­ren Ent­fer­nung. Sie besitzt eine Aus­deh­nung von 18,6 x 7,2 Bogen­mi­nu­ten am Him­mel und eine schein­ba­re Hel­lig­keit von 8,3 mag. Damit ist sie einer der hells­ten Gala­xien an unse­rem Him­mel und schon in einem licht­star­ken 7x50 Fern­glas beob­acht­bar. Die Gala­xie ist eine Misch­form aus einer nor­ma­len Spi­ra­le und einer Bal­ken­spi­ra­le, die 20° zu unse­rer Sicht­li­nie geneigt ist. Ihre Schei­be erscheint auf lang belich­te­ten Auf­nah­men recht unge­wöhn­lich und ver­zerrt. Vom äuße­ren Erschei­nungs­bild ähnelt sie der Andro­me­da­ga­la­xie (Mes­sier 31). Aller­dings ist sie vom Durch­mes­ser und von der Mas­se her etwas klei­ner: ihr Durch­mes­ser beträgt 124.000 Licht­jah­re und ihre Mas­se 400 Mil­li­ar­den Sonnen.

Mes­sier 106 zählt zu den größ­ten und hells­te Gala­xien, in unmit­tel­ba­rer Nach­bar­schaft zur Milch­stra­ße. Gleich­zei­tig ist sie das hells­te Mit­glied der Canes-Vena­ti­ci-II-Grup­pe die, wie unse­re Loka­le Gala­xien­grup­pe, ein Mit­glied des Vir­go-Super­hau­fens ist. Wei­te­re Mit­glie­der die­ser Grup­pe sind die Edge-on Spi­ral­ga­la­xie NGC 4242, das Gala­xien­paar NGC 4485/4490 und die irre­gu­lä­re Gala­xie NGC 4449. Auf­grund von Emis­si­ons­spek­tren von schwach ioni­sier­tem Gas im Kern­ge­biet, wird die Gala­xie auch als LINER-Typ (Low Ioni­sa­ti­on Nuclear Emis­si­on-line Regi­on) klassifiziert.

Massereiches Schwarzes Loch im Zentrum

Unter­su­chun­gen bele­gen, dass die Gala­xie einen akti­ven Kern vom Sey­fert-II-Typ besitzt. Die­ser ist schon seit den 50er Jah­ren als star­ke Radio­quel­le bekannt. Im Kern befin­det sich ver­mut­lich ein mas­se­rei­ches und beson­ders akti­ve Schwar­zes Loch, mit unge­fähr 39 Mil­lio­nen Son­nen­mas­sen. Denn der über­wie­gen­de Teil die­ser Mas­se kon­zen­triert sich auf eine Regi­on mit einem Radi­us von nur 27.000 bis 54.000 AE zum Zen­trum. Das dunk­le Objekt wird wie­der­um von einer 10 Mil­lio­nen Son­nen­mas­sen schwe­ren Schei­be aus mole­ku­la­rem Gas umkreist, inner­halb von nur einem Licht­jahr zum Zen­trum. Die akti­ve Regi­on sel­ber ist nicht sicht­bar, weil sie von Staub ver­deckt wird. In der Nähe des Kern­ge­biets erkennt man auf lang belich­te­ten Auf­nah­men sowie im Rönt­gen­licht zwei zusätz­li­che Arme aus hei­ßem ioni­sier­tem Gas. Die­se bei­den Arme stam­men wahr­schein­lich aus der Kern­re­gi­on um das Schwar­ze Loch. Das akti­ve Zen­trum sel­ber akkre­tiert rund 0,01 Son­nen­mas­sen an Mate­rie pro Jahr. Ein Teil die­se Mate­rie wird durch zwei bipo­la­re Jets wie­der in das All geschleu­dert, die 30° zur Gala­xie­ne­be­ne geneigt sind. Sie machen sich im Rönt­gen­licht durch zwei rie­si­ge Gas­bla­sen bemerkbar. 

Mes­sier 106 besitzt eine zusätz­li­che dich­te Schei­be im Zen­trum, die als Was­ser­dampf-Megama­ser, bei einer Wel­len­län­ge von 22 GHz, fun­giert. Der Maser weist auf dich­tes mole­ku­la­res Gas hin und ermög­licht auch die direk­te Mes­sung der Ent­fer­nung zu der Gala­xie, unab­hän­gig von ande­ren Mess­me­tho­den. Auch ihre Cep­hei­den-Ver­än­der­li­chen, die sich von der Metal­li­zi­tät her den Cep­hei­den unse­rer Gala­xis ähneln, haben mit­ge­hol­fen, die Cep­hei­den in ande­ren Gala­xien zu eichen. M 106 hat dem­zu­fol­ge eine wich­ti­ge Rol­le für die Kali­brie­rung der kos­mi­schen Ent­fer­nungs­ska­la gespielt. Fer­ner bele­gen Auf­nah­men der Gala­xie, dass M 106 zur Zeit einen mas­si­ven Stern­ent­ste­hung erfährt. Die­ser Star­burst macht sich durch eine hohe Anzahl an jun­gen Stern­hau­fen in den Spi­ral­ar­men, die vie­le mas­se­rei­che und hei­ße Ster­ne ent­hal­ten, sowie röt­lich erschei­nen­de Stern­ent­ste­hungs­re­gio­nen bemerk­bar. Ins­ge­samt wur­den bis zu 137 die­ser HII-Regio­nen katalogisiert. 

Am 20. Mai 2014, 40 Tage nach ihrem Maxi­mum, wur­de die Super­no­va SN 2014bc in Mes­sier 106 ent­deckt, die eine Hel­lig­keit von 14,8 Grö­ßen­klas­sen erreich­te und dem Super­no­va Typ II zuge­rech­net wur­de. Die ers­te Super­no­va in der Gala­xie, SN 1981K, wur­de im August 1981 nach­ge­wie­sen und erreich­te die 16. Grö­ßen­klas­se. Sie wur­de eben­falls dem Typ II (Kern­kol­laps-Super­no­va eines alten, mas­se­rei­chen Sterns) zuge­rech­net. In unmit­tel­ba­rer Nähe zu Mes­sier 106 gibt es zwei hel­le­re Gala­xien: NGC 4217 (11,3 mag) und NGC 4248 (12,4 mag). NGC 4217, die wir von der Kan­te sehen, besitzt einen Durch­mes­ser von 80.000 Licht­jah­re und befin­det sich mit 49 Mil­lio­nen Licht­jah­ren unge­fähr dop­pelt so weit ent­fernt im Hin­ter­grund. Die irre­gu­lär erschei­nen­de Gala­xie NGC 4248, in unmit­tel­ba­rer Nähe zu M 106, ist ver­mut­lich ein ech­ter Beglei­ter von M 106 und steht eben­falls nur 24 Mil­lio­nen Licht­jah­re von der Erde entfernt.

Beobachtung

Mes­sier 106 ist, neben Mes­sier 51, einer der Gala­xien im Mes­sier-Kata­log, mit der am leich­tes­ten erkenn­ba­ren Spi­ral­struk­tur. Die Gala­xie besitzt eine rela­tiv hohe Flä­chen­hel­lig­keit und ist unter einem dunk­len Land­him­mel bereits im 10x50 Feld­ste­cher als läng­li­cher Nebel­fleck erkenn­bar. Mit 3 bis 4 Zoll Öff­nung ist eben­falls nur ein läng­li­cher, von Nord­west nach Süd­ost aus­ge­rich­te­ter Licht­strei­fen sicht­bar, der ein hel­le­res, fast stern­för­mi­ges Zen­tral­ge­biet umgibt. Bei indi­rek­tem Sehen erscheint die nörd­li­che Hälf­te der Schei­be etwas hel­ler als die süd­li­che. Mit 6 bis 8 Zoll Öff­nung und mitt­le­rer Ver­grö­ße­rung erscheint die Gala­xie recht flä­chen­hell. Der hel­le und brei­te Spi­ral­arm, im Nord­os­ten der Gala­xien­schei­be, kann schon direkt als Auf­hel­lung im Halo erkannt wer­den und reicht bis zu einem Stern der 11. Grö­ßen­klas­se. Der schma­le, süd­west­li­che Arm macht sich erst bei indi­rek­tem Sehen bemerk­bar. Somit besitzt die Gala­xie eine deut­li­che S‑Form. Der Kern erscheint kon­zen­triert aber nicht stel­lar und ist in einem hel­le­ren Bal­ken ein­ge­bet­tet. Der Kern­be­reich erscheint bei höhe­re Ver­grö­ße­rung bereits gemot­telt, mit einer eben­falls S‑förmigen Struk­tur. Der äuße­re Halo ist deut­lich schwä­cher und dif­fus. Mit Tele­sko­pen von 10 bis 12 Zoll Öff­nung sind die Spi­ral­ar­me, nörd­lich und süd­lich in der Gala­xien­schei­be, deut­lich bes­ser zu erken­nen, die von einem zen­tra­len Bal­ken aus­ge­hen. Der Kern erscheint hell und kom­pakt, mit einem stern­för­mi­gen Zen­trum. Nörd­lich des Kerns ist ein Kno­ten sicht­bar. Die Schei­be ist nun eben­falls gemot­telt und mit grö­ße­rer Öff­nung zie­hen dunk­le Staub­spu­ren und Ver­dich­tun­gen spi­ral­för­mig nach außen. Außer­halb der Haupt­ach­se ist ein Halo mit einer vage sicht­ba­ren Spi­ral­struk­tur sicht­bar, die den 11. mag Stern im Nor­den mit einschließt.

Mes­sier 106 ist am bes­ten in den Früh­lings­mo­na­ten zu beob­ach­ten, wenn das Stern­bild der Jagd­hun­de hoch am Him­mel steht. Von süd­li­chen Brei­ten der Erde aus ist die Gala­xie nicht so ein­fach zu beob­ach­ten. Die Gala­xie liegt auf einer gedach­ten Linie zwi­schen Dub­he (Alpha UMa, 1,8 mag), Phecda (Gam­ma UMa, 2,4 mag) sowie Cor Caro­li (Alpha CVn, 2,8 mag) und unge­fähr in der Mit­te zwi­schen den bei­de Ster­nen Alpha Canum Vena­ti­corum und Gam­ma Ursae Majo­ris. 4,5° ost­süd­öst­lich von Gam­ma UMa befin­det sich 5 CVn (4,8 mag). Wenn wir die­sen Stern an das nörd­li­che Ende des Sucherge­sichts­feld stel­len, ent­de­cken wir nahe der Gesichts­feld­mit­te den Stern 3 CVn (5,3 mag). M 106 steht knapp 2° süd­lich die­ses Sterns, in einer rela­tiv stern­ar­men Umge­bung und rund ein hal­bes Grad west­lich eines Sterns der 6. Größenklasse.

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Steckbrief für Messier 106