Objekte des Monats: Der Kugelsternhaufen Messier 53

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Der Kugel­stern­hau­fen Mes­sier 53 (NGC 5024), im nörd­li­chen Stern­bild Haar der Bere­ni­ke (Coma Bere­ni­ces), wur­de am 3. Febru­ar 1775 von dem deut­schen Astro­no­men Johann Elert Bode in Ber­lin ent­deckt. Er beschrieb ihn als „leben­ding und rund“. Am 26. Febru­ar 1977 ent­deck­te der fran­zö­si­sche Astro­nom Charles Mes­sier den Stern­hau­fen unab­hän­gig und nahm ihn anschlie­ßend in sei­nen berühm­ten Nebel­ka­ta­log auf. Mes­sier ver­glich M 53 mit dem Kugel­stern­hau­fen M 79 im Stern­bild Hase und beschrieb ihn als Nebel ohne Ster­ne, rund und auf­fäl­lig. Der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Wil­helm Her­schel war schließ­lich der ers­te Beob­ach­ter, der den Kugel­hau­fen in Ein­zelster­ne auf­lö­sen konn­te. Er stell­te fest, dass der Stern­hau­fen Mes­sier 10 im Stern­bild Schlan­gen­trä­ger ähn­lich sehe und bezeich­ne­te ihn als einer der schöns­ten Objek­te des Himmels.

Der nördlichste Kugelsternhaufen der Milchstraße

Mes­sier 53 besitzt eine schein­ba­re Hel­lig­keit von 7,5 mag und einen einen Durch­mes­ser von 12,6 Bogen­mi­nu­ten. Somit ist der Kugel­hau­fen bereits in Fern­glä­sern und klei­nen Tele­sko­pen beob­acht­bar. Sei­ne Ent­fer­nung wird mit 59.700 und sein Durch­mes­ser mit 220 Licht­jah­ren ange­ge­ben. Der Stern­hau­fen ist vom galak­ti­schen Zen­trum unse­res Milch­stra­ßen­sys­tems rund 60.000 Licht­jah­re ent­fernt, so dass M 53 auch zu den ent­fern­tes­ten Objek­ten sei­ner Klas­se gehört. Gleich­zei­tig ist er der nörd­lichs­te Kugel­hau­fen unse­rer Gala­xis und liegt räum­lich gese­hen nahe­zu direkt nörd­lich der galak­ti­schen Bul­ge. Mit einer abso­lu­ten Hel­lig­keit von ‑8,8 mag und mit einer Mas­se von 750.000 Son­nen, ist er ähn­lich hell und sogar noch etwas grö­ßer als sein deut­lich berühm­te­res Pen­dant Mes­sier 13 im Stern­bild Her­ku­les. Stün­de Mes­sier 53 in der­sel­ben Ent­fer­nung wie M 13 (25.000 Licht­jah­re), wür­de er unter guten Sicht­be­din­gun­gen eben­falls mit dem blo­ßen Auge sicht­bar sein. Bei Mes­sier 53 han­delt sich um einen recht locke­ren Kugel­stern­hau­fen. Sei­ne Mit­glieds­ster­ne sind eher mäßig zum Zen­trum hin kon­zen­triert. Die hells­ten von ihnen errei­chen schein­ba­re Hel­lig­kei­ten von 13,8 Größenklassen.

Messier 53
Mes­sier 53 im Stern­bild Haar der Bere­ni­ke – Auf­nah­me von Mar­kus Blau­en­stei­ner, Quel­le: CCD-Gui­de, Astro­no­mi­scher Arbeits­kreis Salzkammergut

Der Kugel­stern­hau­fen erscheint dem Beob­ach­ter als nahe­zu per­fek­te Kugel. In Wahr­heit ist die­ser aber leicht elon­giert, was zuerst dem ame­ri­ka­ni­schen Astro­no­men Har­low Shap­ley auf­fiel. Für einen kom­plet­ten Umlauf benö­tigt M 53 rund 1 Mil­li­ar­de Jah­re. Die Umlauf­bahn um das galak­ti­sche Zen­trum bringt ihn bis auf eine Ent­fer­nung von 100.000 Licht­jah­ren zum galak­ti­schen Zen­trum. Der Stern­hau­fen weist fer­ner ver­schie­de­ne gezei­ten­ähn­li­che Merk­ma­le auf, dar­un­ter Klum­pen und Wel­len um den Stern­hau­fen sowie Ster­nen­strö­me ent­lang sei­ner Umlauf­bahn um unse­re Gala­xie. Wis­sen­schaft­li­che Stu­di­en zeig­ten außer­dem, dass alle Ster­ne des Stern­hau­fens sehr metall­arm sind. Sie besit­zen sogar durch­schnitt­lich noch eine deut­lich gerin­ge­re Metal­li­zi­tät, als die Ster­ne ande­rer Kugel­stern­hau­fen unse­rer Gala­xis. Metall­arm bedeu­tet in der Astro­no­mie, dass sei­ne Mit­glieds­ster­ne gerin­ge Men­gen von Ele­men­ten ent­hal­ten, die schwe­rer sind als Heli­um – haupt­säch­lich Koh­len­stoff und Sauer­stoff. Lan­ge Zeit galt M 53 sogar als der metal­l­ärms­te Hau­fen unse­res Milch­stra­ßen­sys­tems was beweist, dass das Objekt mit 12,67 Mil­li­ar­den Jah­ren zu den ältes­ten sei­ner Klas­se gehört. 

Der Kugel­stern­hau­fen Mes­sier 53 in einer Auf­nah­me des Hub­ble-Welt­raum­te­le­skops – Credit: NASA, STScI, WikiS­ky, Public domain, via Wiki­me­dia Commons

Über die Jah­re wur­den 59 Ster­ne vom RR-Lyrae Typ, 200 so genann­te „Blaue Nach­züg­ler“ (Blue Stragg­lers), 8 Pul­sa­ti­ons­ver­än­der­li­che vom Typ SX Phoe­ni­cis sowie ein halb­re­gel­mä­ßig ver­än­der­li­cher Rote Rie­se in Mes­sier 53 ent­deckt. Die Blau­en Nach­züg­ler ver­lei­hen dem Stern­hau­fen auf Fotos ein bläu­li­ches Aus­se­hen und sind ursprüng­lich alte Ster­ne, die durch die Wech­sel­wir­kung und Kol­li­si­on mit ande­ren Mit­glieds­ster­nen des Hau­fens dem Beob­ach­ter deut­lich jün­ger erschei­nen. Die RR Lyrae Ster­ne sind peri­odisch ver­än­der­li­che Ster­ne der Spek­tral­klas­se A, die oft als Stan­dard­ker­zen für die Ent­fer­nungs­mes­sung ver­wen­det wer­den. Auch ein Pul­sar (PSR1639+36) ist bekannt, der in nur 33 Mil­li­se­kun­den ein­mal um sei­ne Ach­se rotiert. Die­ser besitzt ein Alter von 1 Mil­li­ar­de Jah­re und wur­de im Jahr 1989 von dem Are­ci­bo-Radio­te­le­skop ent­deckt. Der Pul­sar besitzt noch einen Beglei­ter, der ihn in 256 Tagen umkreist.

Der nahe Begleiter NGC 5053

Nur 1° öst­lich von Mes­sier 53 steht ein wei­te­rer Kugel­stern­hau­fen, der am 14. März 1783 von Her­schels Sohn John ent­deckt wur­de. Die­ser ist 2,5 Grö­ßen­klas­sen licht­schwä­che­rer und deut­lich locke­rer kon­zen­triert. NGC 5053 befin­det sich mit 55.000 Licht­jah­ren nahe­zu in der­sel­ben Ent­fer­nung wie M 53, ent­hält aber deut­lich weni­ger Ster­ne als die­ser. Auch sein Zen­trum ist weni­ger kom­pakt und hell. Beson­ders auf­fäl­lig ist sei­ne gerin­ge Ster­nen­dich­te und das Feh­len eines dich­ten Kerns. Fer­ner besitzt NGC 5053 eben­falls eine sehr nied­ri­ge Metal­li­zi­tät. Sein Durch­mes­ser wird mit 160 Licht­jah­ren ange­ge­ben. Die Leucht­kraft des Hau­fens ent­spricht dem 40.000-fachen unse­rer Son­ne. Zum Ver­gleich besitzt Mes­sier 53 eine Leucht­kraft von 200.000 Son­nen. Aus die­sem Grund wur­de sei­ne Zuge­hö­rig­keit zu den Kugel­hau­fen in der Ver­gan­gen­heit angezweifelt.

M53 & NGC5053
Mes­sier 53 und NGC 5053 – Auf­nah­me von Mar­kus Blau­en­stei­ner, Quel­le: CCD-Gui­de, Astro­no­mi­scher Arbeits­kreis Salzkammergut

Mes­sier 53 scheint mit NGC 5053 aber durch eine Art dif­fu­se und gezei­ten­ähn­li­che Struk­tur ver­bun­den zu sein. Dies könn­te auf eine dyna­mi­sche Gezei­ten­wech­sel­wir­kung zwi­schen den bei­den Stern­hau­fen hin­deu­ten, was M 53 zu einer Art binä­ren Hau­fen macht. Außer­dem scheint M 53 mit der Sagit­ta­ri­us-Zwerg­ga­la­xie, durch einen wei­te­ren Gezei­ten­strom, in direk­ter Ver­bin­dung zu stehen.

Beobachtung

Mes­sier 53 ist schon im 10x50 Fern­glas als ver­schwom­me­ner Licht­fleck der 8. Grö­ßen­klas­se sicht­bar, der einem Kome­ten ähn­lich sieht. Mit 3 Zoll Öff­nung und rund 60-facher Ver­grö­ße­rung erscheint er deut­lich grö­ßer, leicht oval, mit einem hel­le­ren Zen­trum und einem aus­ge­dehn­ten äuße­ren Halo. Die Hel­lig­keits­ver­tei­lung ist ziem­lich gleich­mä­ßig und der äuße­re Halo läuft dif­fus in den Hin­ter­grund über. Mit einem Tele­skop von 4 bis 6 Zoll Öff­nung und höhe­rer Ver­grö­ße­rung tau­chen schon die ers­ten Ein­zelster­ne in den Rand­be­rei­chen des Hau­fens auf. Der Hin­ter­grund bleibt wei­ter dif­fus. Der Zen­tral­be­reich erscheint ziem­lich groß und flä­chen­hell und drei­eckig, mit einem stern­för­mi­gen Zen­trum. Unter sehr guten Bedin­gun­gen und grö­ße­rer Öff­nung ist auch der Zen­tral­be­reich des Kugel­stern­hau­fens schon ansatz­wei­se gra­nu­liert. Mit 8 Zoll Öff­nung ist M 53, mit Aus­nah­me des Zen­trums, schon sehr gut in ein­zel­ne Ster­ne auf­lös­bar. Ein ein­zel­ner Stern der 11,5ten Grö­ßen­klas­se sticht beson­ders her­vor und befin­det sich knapp nord­öst­lich des Hau­fen­zen­trums. Die Zen­tral­re­gi­on erscheint hell und scharf. Mit die­ser Öff­nung kann auch NGC 5053 beob­ach­tet wer­den, als kör­nig erschei­nen­der dif­fu­ser Fleck. Unter sehr guten Bedin­gun­gen ist der Nach­bar­hau­fen von M 53 schon im 5 Zöl­ler wahr­nehm­bar. Mit 10 bis 12 Zoll Öff­nung erschei­nen dann auch im Kern­be­reich von M 53 dut­zen­de Ster­ne. Das Zen­trum bleibt auch mit die­ser Öff­nung noch nicht voll­stän­dig in Ein­zelster­ne auf­ge­löst. Ins­ge­samt sind aber bis zu 150 Ster­ne zu erken­nen. In NGC 5053 sind nun eben­falls bis zu 30 Ster­ne wahr­nehm­bar. Ein hüb­scher Dop­pel­stern, mit der Bezeich­nung Struve 648, befin­det sich nur 6,2 Bogen­mi­nu­ten süd­öst­lich von M 53. Sei­ne bei­den gleich hel­len Kom­po­nen­ten der 9. Grö­ßen­klas­se besit­zen einen gegen­sei­ti­gen Abstand von 87 Bogensekunden.

Aufsuchkarte
Auf­such­kar­te für Mes­sier 53 – erstellt mit SkytechX

Mes­sier 53 steht in den Früh­lings­mo­na­ten hoch an unse­rem Him­mel und befin­det sich 15 Grad west­lich von Ark­tur (Alpha Bootis, ‑0,05 mag), dem Haupt­stern im Stern­bild Bären­hü­ter (Boo­tes). Der Kugel­stern­hau­fen ist im Sucher rela­tiv ein­fach auf­find­bar und steht nur nur 1° Grad nord­öst­lich von Dia­dem (Alpha Comae Bere­ni­ces), einem visu­el­len Dop­pel­stern mit einer schein­ba­ren Hel­lig­keit von 4,3 mag. Den Stern fin­det man, wenn man die Linie zwi­schen Ark­tur und Eta Boo (2,7 mag) um das Drei­fa­che nach Wes­ten verlängert.

Auf­such­kar­te Mes­sier 53 (65,1 KiB, 69 hits)

Steckbrief für Messier 53 & NGC 5053

Objekt­na­meMes­sier 53
NGC 5053
Kata­log­be­zeich­nungNGC 5024, GCL 22
GCL 23
TypKugel­stern­hau­fen, V
Kugel­stern­hau­fen, XI
Stern­bildHaar der Bere­ni­ke (Coma Berenices)
Rekt­aszen­si­on (J2000.0)13h 12m 55,3s
13h 16m 27,0s
Dekli­na­ti­on (J2000.0)+18° 10′ 11″
+17° 41′ 55″
V Hel­lig­keit7,7 mag
9,0 mag
Win­kel­aus­deh­nung13,0′
10,0′
Durch­mes­ser220 Licht­jah­re
160 Lichtjahre
Ent­fer­nung59.700 Licht­jah­re
55.000 Lichtjahre
Beschrei­bung!B,vC,iR,vvmbM,st 12…; 1 deg NE of Alpha Comae Berenices
Cl,vF,pL,iR,vgbM,st 15; H VI 7;Low surf brightness;1 deg sf M 53
Ent­de­ckerJohann Elert Bode, 1775
John Her­schel, 1783
Ster­n­at­lan­tenCam­bridge Star Atlas: Chart 5 & 11
Inter­stel­lar­um Deep Sky Atlas: Chart 45
Mill­en­ni­um Star Atlas: Charts 699–700 (Vol II)
Pocket Sky Atlas: Chart 45
Sky Atlas 2000: Chart 14
Ura­no­me­tria 2nd Ed.: Chart 71

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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