Objekte des Monats: Die Galaxie Messier 94

Die Spi­ral­ga­la­xie Mes­sier 94 (NGC 4736), im nörd­li­chen Stern­bild der Jagd­hun­de (Canes Vena­ti­ci), wur­de am 22. März 1781 vom fran­zö­si­schen Astro­no­men Pierre Méchain ent­deckt. Sein Freund und Kol­le­ge Charles Mes­sier beschrieb die Gala­xie zwei Tage spä­ter als dif­fu­sen Nebel ohne Ster­ne, mit einem leuch­ten­den Zen­trum, das Ähn­lich­kei­ten mit Mes­sier 79 im Stern­bild Hase auf­weist. Mes­sier nahm das Objekt schließ­lich als Num­mer 94 in sei­nen berühm­ten Nebel­ka­ta­log auf. Der iri­sche Astro­nom Lord Ros­se war der ers­te Beob­ach­ter, der im Jahr 1855 einen dunk­len Ring um das Zen­trum und einen hel­len Ring außer­halb des Kerns bemerk­te und einen Spi­ral­ne­bel ver­mu­te­te. M 94 ist auch als Kat­zen­au­gen­ga­la­xie (Cat’s Eye Gala­xy) und vor allem im eng­li­schen Sprach­raum als Croc’s Eye bekannt.

Eine heller Nachbar unserer Milchstraße

Mes­sier 94 besitzt eine schein­ba­ren Hel­lig­keit von 8,1 Grö­ßen­klas­sen und einen Durch­mes­ser von 14,4 x 12,1 Bogen­mi­nu­ten am Him­mel. Somit kann man sie bereits in licht­star­ken Fern­glä­sern und klei­nen Tele­sko­pen auf­spü­ren. Die Spi­ral­ga­la­xie vom Hub­ble-Typ Sab, auf der wir direkt von oben auf die Schei­be bli­cken, steht unge­fähr 16 Mil­lio­nen Licht­jah­ren von der Erde ent­fernt. Sie ist das hells­te Mit­glied der 16 bis 24 Mit­glie­der umfas­sen­den Canes-Vena­ti­ci-I-Gala­xien­grup­pe, zu der auch die Bla­ckeye Gala­xie Mes­sier 64 im Stern­bild Haar der Bere­ni­ke gehört. Sie steht somit noch in unmit­tel­ba­rer Nach­bar­schaft zu unse­rer Loka­len Grup­pe. Zusam­men mit unse­rer Gala­xien­grup­pe, ist die Canes-Vena­ti­ci-I-Gala­xien­grup­pe eben­falls Mit­glied des Vir­go-Super­hau­fens. Aller­dings wei­sen Unter­su­chun­gen dar­auf hin, dass die Mit­glie­der die­ses klei­nen Gala­xien­hau­fens gra­vi­ta­tiv schwach ein­an­der gebun­den sind, was durch den Man­gel an sphe­ro­ida­len Zwerg­ga­la­xien und der Radi­al­ge­schwin­dig­kei­ten ein­zel­ner Mit­glie­der bestä­tigt wird. Die hells­ten Gala­xien die­ser Grup­pe sind neben M 94 noch NGC 4449, NGC 4214, NGC 4395 und NGC 4214, die alle in klei­ne­ren bis mitt­le­ren Tele­sko­pen beob­ach­tet wer­den kön­nen. M 94 besitzt einen Aus­deh­nung von unge­fähr 56.000 Licht­jah­ren und eine Gesamt­mas­se von unge­fähr 60 Mil­li­ar­den Son­nen­mas­sen. Damit ist sie unge­fähr 1/3 so groß wie unser eige­nes Milch­stra­ßen­sys­tem. Eini­ge Quel­len klas­si­fi­zie­ren Mes­sier 94 als Bal­ken­spi­ra­le, aber der „Bal­ken“ ist nur schwer visu­ell zu erfas­sen und erscheint eher oval.

Galaxie mit ungewöhnliche Spiralstruktur

Mes­sier 94 gehört zur Grup­pe der Sey­fert II Gala­xien und besitzt einen akti­ven und extrem hel­len Kern vom LINER-Typ, einer Regi­on mit gerin­ger ioni­sie­ren­der Ker­ne­mis­si­on. Das bedeu­tet, dass der Kern von M 94 ioni­sier­tes Gas ent­hält, aber dass das Gas nur schwach ioni­siert ist. Der Kern sel­ber ent­hält eine hel­le Rönt­gen­quel­le, ver­mut­lich ein sehr kom­pak­ter Stern­hau­fen oder ein Schwar­zes Loch von 7 Mil­lio­nen Son­nen­mas­sen. Das Kern­ge­biet ist von einer kreis­för­mi­gen hel­len Schei­be umge­ben, die auf Fotos bläu­lich erscheint. Die­ser 5.400 Licht­jah­re vom Zen­trum ent­fern­te und scharf begrenz­te Ring, mit einem Durch­mes­ser von 70 Bogen­se­kun­den, ist ein Ort hoher Stern­ent­ste­hung. Aus die­sem Grund wird die­ser Ring auch als Star­burst-Ring bezeich­net. Die hohe Stern­bil­dungs­ra­te wird durch Aus­stoß hei­ßen Gases und einer Schock­wel­le aus dem Zen­trum der Gala­xie her­vor­ge­ru­fen. Das dort ent­hal­te­ne Gas wird schließ­lich kom­pri­miert und löst die Stern­ent­ste­hung aus. Der Ring besteht aus zahl­rei­chen HII-Regio­nen sowie blau­en und jun­gen Stern­hau­fen, die wahr­schein­lich nicht älter als 10 Mil­lio­nen Jah­re sind.

Die Gala­xien­schei­be besitzt noch einen deut­lich grö­ße­ren Außen­ring, mit einem Radi­us von 45.000 Licht­jah­ren und einem Durch­mes­ser von 600 Bogen­se­kun­den. Die­ser besteht aus gelb­li­chen Ster­nen älte­rer Popu­la­ti­on. Unter­su­chun­gen aus dem Jahr 2009 legen nahe, dass die­ser Ring kein geschlos­se­ner Stern­ring zu sein scheint, son­dern aus einer kom­ple­xe­ren Struk­tur eng anlie­gen­der und glat­ter Spi­ral­ar­men besteht. Die­ser Ring scheint eben­falls aktiv zu sein, da er 10% der neu ent­stan­den Ster­ne die­ser Gala­xie bei­steu­ert. Gleich­zei­tig ent­hält der Ring rund 23% der gesam­ten stel­la­ren Mas­se von M 94. Tat­säch­lich ist die Stern­ent­ste­hungs­ra­te im äuße­ren Ring rund dop­pelt so hoch, weil die Stern­ent­ste­hung pro Zeit­ein­heit, bezo­gen auf die Ster­nen­mas­se, effek­ti­ver ist. Somit kann in M 94 zwei Wel­len der Stern­ent­ste­hung beob­ach­tet wer­den. Die Zen­tral­re­gi­on der Gala­xie sel­ber besteht aus 10 Mil­li­ar­den Jah­re alten Sternen.

Kreisförmiger äußerer Ring

Auf sehr lang belich­ten Fotos erscheint noch ein wei­te­rer und deut­lich schwä­che­rer äuße­rer Ring, der einen Durch­mes­ser von unge­fähr 15 Bogen­mi­nu­ten auf­weist. Man ver­mu­te­te zuerst, dass die­ser Ring durch Akkre­ti­on einer Satel­li­ten­ga­la­xie bzw. durch die Gra­vi­ta­ti­ons­wech­sel­wir­kung mit einer nahe gele­ge­nen Gala­xie im Hau­fen gebil­det wur­de. Neue­re Unter­su­chun­gen mit dem Spit­zer-Welt­raum­te­le­skop und dem Gala­xy Evo­lu­ti­on Explo­rer der NASA legen aller­dings nahe, dass es sich dabei um, vom Zen­trum der Gala­xie aus­ge­hend, zwei getrenn­te, sehr schwa­che Spi­ral­ar­me han­delt, die sich durch unse­re Per­spek­ti­ve zufäl­li­ger­wei­se zu einem Kreis ver­bin­den. Die Spi­ral­struk­tur der äuße­ren Schei­be ist über­ra­schend kom­plex und in ande­ren Wel­len­län­gen, wie im mitt­le­ren Infra­ro­ten und Ultra­vio­let­ten, deut­lich auf­fäl­li­ger als im Opti­schen. Der äuße­re Ring erstreckt sich wei­te­re 30.000 Licht­jah­re in den Raum hin­aus, so dass der Durch­mes­ser von M 94 tat­säch­lich 80.000 Licht­jah­re beträgt.

Eine wei­te­re Stu­die aus dem Jahr 2008 zeigt auf, dass Mes­sier 94 nur sehr wenig dunk­le Mate­rie ent­hält. Die Stu­die ana­ly­sier­te die Rota­ti­ons­kur­ven der Ster­ne der Gala­xie und die Dich­te des Was­ser­stoff­ga­ses und stell­te fest, dass die gesam­te Mas­se der Gala­xie vor­wie­gend aus gewöhn­li­cher leuch­ten­der Mate­rie zu bestehen scheint. Der Grund für die­se Anoma­lie ist unbe­kannt und Gegen­stand wei­te­rer Forschung.

Beobachtung

Schon in einem 7x50 Fern­glas ist die ziem­lich flä­chen­hel­le Gala­xie als 8 mag hel­les unschar­fes Stern­chen sicht­bar. Man benö­tigt zur Sich­tung aber einen dunk­len Him­mel und gute Durch­sicht. In mei­nem 16x70 Fuji­non-Feld­ste­cher ähnelt M 94 vom Aus­se­hen her einem pla­ne­ta­ri­schen Nebel. Im 3 bis 4 Zoll Refrak­tor und 50 bis 80-facher Ver­grö­ße­rung erscheint die Gala­xie als run­der Nebel, mit einem flä­chi­gen und deut­lich aus­ge­präg­tem hel­len Zen­trum. Vom äuße­ren Erschei­nungs­bild ähnelt sie einer leicht ellip­ti­sche Gala­xie oder ein unauf­ge­lös­ter Kugel­stern­hau­fen. Mit 5 bis 6 Zoll Öff­nung kann man schon auf 100-fach ver­grö­ßern. Man erkennt nun einen 30 Bogen­se­kun­den gro­ßen hel­len Kern. Die­ser ist von einer nur ein Bogen­mi­nu­ten gro­ßen und nahe­zu kreis­run­den Schei­be umge­ben. Die­ser ist wie­der­um in einen oval erschei­nen­den, dif­fu­sen Halo von 3 Bogen­mi­nu­ten Durch­mes­ser ein­ge­bet­tet. Mit 8 Zoll Öff­nung sind die Spi­ral­ar­me schon andeu­tungs­wei­se als schwa­cher Ring um das hel­le Zen­trum sicht­bar. Der äuße­re Halo ist nun leicht ellip­tisch, leicht gemot­telt, in Ost-West-Rich­tung elon­giert und nicht scharf begrenzt. Der Kern erscheint als stark kon­den­sier­ter Licht­punkt, der durch eine Art Nebel hin­durch­scheint. Mit 10 bis 12 Zoll Öff­nung erscheint die Zen­tral­re­gi­on schei­ben­för­mig, hell und leicht oval. Der äuße­re Halo ist schwach, nicht gleich­mä­ßig hell und geht dif­fus in den Hin­ter­grund über. Der hel­le Ring um den Kern besitzt nun deut­lich mehr Details. Bei hoher Ver­grö­ße­rung erkennt man bereits Ansät­ze der Spi­ral­struk­tur in der Nähe des Kerns.

Die Gala­xie ist am bes­ten in den Früh­lings­mo­na­ten beob­acht­bar, wenn das Stern­bild Gro­ßer Bär hoch am Him­mel steht. Das Stern­bild Jagd­hun­de befin­det sich direkt süd­lich des Gro­ßen Wagen Aste­ris­mus. Der ers­te Anlauf­punkt, um Mes­sier 94 auf­zu­su­chen, ist der Dop­pel­stern Cor Caro­li (Alpha Cvn, 2,8 mag), der Haupt­stern in den Jagd­hun­den, sowie Cha­ra (Beta Cvn, 4,3 mag). Die Gala­xie steht unge­fähr 2° nord­öst­lich der Ver­bin­dungs­li­nie die­ser bei­den Ster­ne und ist im Sucher­fern­rohr schon sehr leicht zu erkennen.

Auf­such­kar­te Kat­zen­au­gen­ga­la­xie (Mes­sier 94) (72,0 KiB, 414 hits)

Steckbrief für Messier 94