Objekte des Monats: Der Kugelsternhaufen Messier 5

Der Kugel­stern­hau­fen Mes­sier 5 (NGC 5904) im Stern­bild Kopf der Schlan­ge (Ser­pens Caput) wur­de am 5. Mai 1702 von dem deut­schen Astro­no­men Gott­fried Kirch und sei­ner Frau Maria in Ber­lin durch Zufall ent­deckt, als sie bei der gemein­sa­men Beob­ach­tung des Kome­ten von 1702 zufäl­lig auf einen „nebu­lö­sen Stern“ in der Nähe von 5 Ser­pen­tis stie­ßen. Kirchs Frau notier­te „ein nebu­lö­ses Licht, wel­ches vie­le schwa­che Ster­ne um sich her­um ent­hält“. Der fran­zö­si­sche Astro­nom Charles Mes­sier ent­deck­te den Stern­hau­fen am 23. Mai 1764 unab­hän­gig und nahm ihn als 5. Objekt in sei­nen berühm­ten Nebel­ka­ta­log auf. Er beschrieb ihn als schö­nen run­den Nebel ohne Ster­ne. Der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Wil­helm Her­schel konn­te den Kugel­stern­hau­fen am 7. März 1783, mit sei­nem 7‑Fuß-Reflek­tor, in eine Viel­zahl von Ster­nen auf­lö­sen. Eine wei­te­re Beob­ach­ten von ihm erfolg­te im Jahr 1791. Er zähl­te, dies­mal unter Ver­wen­dung sei­nes 40-Fuß-Tele­skops, mehr als 200 Ster­ne und beschrieb ein dich­tes Kern­ge­biet. Der ame­ri­ka­ni­sche Astro­nom Edward Emer­son Bar­nard schrieb im Bezug auf Mes­sier 5: „Viel schö­ner als M 13“.

Der hellste Kugelsternhaufen nördlich des Himmelsäquators

Mes­sier 5 gehört, neben Mes­sier 13 im Stern­bild Her­ku­les, zu den hells­ten und schöns­ten Kugel­stern­hau­fen nörd­lich des Him­mels­äqua­tors für Ama­teur­te­le­sko­pe. Er steht unge­fähr 26.600 Licht­jah­re von der Erde ent­fernt und besitzt einen schein­ba­ren Durch­mes­ser von 23 Bogen­mi­nu­ten und eine schein­ba­re Hel­lig­keit von 5,7 mag. Damit ist er sogar noch etwas hel­ler als M 13 und unter einem dunk­len Him­mel schon mit dem blo­ßen Auge auf­find­bar. Er steht räum­lich gese­hen nur etwas wei­ter ent­fernt als sein berühm­te­res Pen­dant. Gleich­zei­tig gehört er auch zu den größ­ten Kugel­stern­hau­fen unse­rer Milch­stra­ße. Nach neus­ten wis­sen­schaft­li­chen For­schungs­er­geb­nis­sen gehört M 5, mit einem Alter von rund 8,9 bis 10,6 Mil­li­ar­den Jah­ren, zu den jün­ge­ren Exem­pla­ren sei­ner Klas­se. Gegen­wär­tig ist der Kugel­hau­fen 20.000 Licht­jah­re vom Zen­tral­ge­biet unse­rer Gala­xis ent­fernt. Er kann sich auf sei­ner lang­ge­streck­ten Umlauf­bahn aber bis zu 150.000 Licht­jah­re ent­fer­nen und sich bis zu 10.000 Licht­jah­re dem galak­ti­sche Zen­trum annä­hern. Ein voll­stän­di­ger Umlauf dau­ert rund 1 Mil­li­ar­de Jahre.

Der Stern­hau­fen erscheint in Nord­ost-Süddwest Rich­tung leicht ellip­tisch und ver­eint rund eine hal­be Mil­lio­nen Ster­nen, auf einem Gebiet von 165 Licht­jah­ren Durch­mes­ser. Sein Gezei­ten­ra­di­us beträgt rund 200 Licht­jah­re. Mit­glieds­ster­ne sind in die­sem Raum­be­reich gra­vi­ta­tiv an den Kugel­hau­fen gebun­den. Sei­ne Leucht­kraft wird mit 250.000 Son­nen ange­ge­ben. Neben eini­gen „Blau­en Nach­züg­lern“ (Blue Stragg­lers), die ent­we­der durch Ster­nen­kol­li­sio­nen oder durch Mas­sen­trans­fer zwi­schen Dop­pel­ster­nen ent­stan­den sind, ent­hält M 5 auch mehr als 143 ver­än­der­li­che Ster­ne. Rund 120 gehö­ren zur kurz­pe­ri­odi­schen Klas­se der RR-Lyrae-Ster­ne. Die­se Ster­ne sind typisch für Kugel­stern­hau­fen und wer­den als so genann­te Hau­fen­ver­än­der­li­che bezeich­net. Sie ähneln den Cep­hei­den, die als Stan­dard­ker­zen für die Ent­fer­nungs­be­stim­mung im Welt­all gel­ten. Der hells­te Ver­än­der­li­che im Hau­fen besitzt eine varia­ble Hel­lig­keit zwi­schen 10,6 bis 12,1 Magni­tu­den und eine Peri­ode von unter 26,5 Tagen.

Zwei Millisekundenpulsare und eine Zwergnova

In Mes­sier 5 wur­den auch zwei Mil­li­se­kun­den­pul­sar ent­deckt. Der ers­te Pul­sar (PSR B1516+02A) steht iso­liert im Hau­fen und besitzt eine Peri­ode von 5,55 Mil­li­se­kun­den. Der zwei­te Pul­sa­re (PSR B1516+02B) hat eine Peri­ode von 7,94 Mil­li­se­kun­den und ist Mit­glied eines Dop­pel­stern­sys­tems, mit einem mas­se­är­me­ren Beglei­te­ter. Eine Zwerg­no­va, mit der Bezeich­nung V101, ist eben­falls bekannt und befin­det sich 4,8 Bogen­mi­nu­ten west­lich des Hau­fen­zen­trums. Hier­bei han­delt es sich um eine ver­än­der­li­chen Stern, der aus einem engen Dop­pel­stern­sys­tem bestehen. Einer der Ster­ne ist ein Wei­ßer Zwerg, der Mate­rie von sei­nem Beglei­ter auf­sam­melt. Infol­ge­des­sen zeigt der Wei­ße Zwerg peri­odi­sche Hel­lig­keits­aus­brü­che. Die Zwerg­no­va besitzt eine Peri­ode von 5,8 Stun­den und vari­iert in ihrer Hel­lig­keit zwi­schen 19,8 und 22,5 Größenklassen.

Eben­falls in der Nähe von M 5, rund 40 Bogen­mi­nu­ten süd­lich von 4 Ser, befin­det sich ein wei­te­rer und von der Hel­lig­keit sehr flä­chen­schwa­cher Kugel­stern­hau­fen. Palo­mar 5 ist mit einer Hel­lig­keit von 11,8 mag, einem Durch­mes­ser von 6,9 Bogen­mi­nu­ten und rund 75.000 Licht­jah­ren Ent­fer­nung nur in Tele­sko­pen ab 14 Zoll Öff­nung wahrnehmbar.

Beobachtung

Unter opti­ma­len Bedin­gun­gen ist Mes­sier 5 als unschar­fes Stern­chen, in unmit­tel­ba­rer Nähe des Dop­pel­sterns 5 Ser­pen­tis, bereits mit dem blo­ßen Auge sicht­bar. Die Nähe zu die­sem Stern erschwert aber sei­ne Sich­tung. Spä­tes­tens mit einem klei­nen 10x50 Feld­ste­cher oder klei­nen Tele­sko­pen erkennt man ein klei­nes run­des Nebel­bäll­chen. Ab 2 Zoll Öff­nung kann man gut Mes­siers Beschrei­bung nach­voll­zie­hen. Man erkennt einen run­den Nebel, mit einer deut­li­chen Hel­lig­keits­zu­nah­me zur Mit­te. Mit höhe­rer Ver­grö­ße­rung erschei­nen die Rän­der leicht gra­nu­liert. Mit einer Öff­nung von 3 bis 4 Zoll und 60-facher Ver­grö­ße­rung ist M 5 schon in den Rand­ge­bie­ten in ein­zel­ne Ster­ne auf­ge­löst. Dabei zeigt sich der Hau­fen all­ge­mein als leicht ellip­tisch, mit einem deut­lich hel­le­ren, kom­pak­ten Zen­trum. Spä­tes­tens ab 5 bis 6 Zoll Öff­nung und Ver­grö­ße­run­gen um 100-fach, soll­ten auch Gebie­te in der Nähe des Zen­trums zahl­rei­che hel­le Ein­zel­ster­ne der 12. Grö­ßen­klas­se zei­gen. Sie bil­den gekrümm­te Ster­nen­ket­ten, die sich vom Zen­trum aus­ge­hend erstre­cken. Die Außen­be­rei­che sind unre­gel­mä­ßig geformt und besit­zen ein nebel­haf­tes Erschei­nungs­bild. Der Stern­hau­fen erscheint nun merk­lich läng­lich. Sein Kern erscheint sehr kom­pakt und ist noch nicht voll­stän­dig in Ein­zel­ster­ne auf­ge­löst. Mit 8 bis 10 Zoll Tele­s­ko­pöff­nung und hoher Ver­grö­ße­rung ist das Oku­lar­ge­sichts­feld regel­recht von Ster­nen über­sät und es offen­bart sich die gan­ze Pracht die­ses Kugel­stern­hau­fens. In den Außen­be­rei­chen des Hau­fens sind die Ster­ne in zahl­rei­chen Grup­pen, kur­zen Ket­ten oder Mus­tern ange­ord­net. Sie ver­lei­hen M 5 ein spin­nen­ar­ti­ges Aus­se­hen. Mit noch grö­ße­ren Tele­sko­pen, ab 12 Zoll, ist dann end­lich auch das Zen­trum voll­stän­dig in Ein­zel­ster­ne auf­ge­löst. M 5 über­trifft in Aus­deh­nung sogar M 13. Bei gro­ßer Tele­s­ko­pöff­nung ist er einer der weni­gen far­bi­gen Kugel­stern­hau­fen, mit einer schwa­chen, blass­gel­ben äuße­ren Regi­on, die ein blau gefärb­tes Inne­res umgibt. 

Mes­sier 5 ist am bes­ten in den Früh­lings- und Som­mer­mo­na­ten beob­acht­bar. Er liegt auf hal­ber Stre­cke zwi­schen den Stern­bil­dern Schlan­ge und Jung­frau. Um den Kugel­stern­hau­fen auf­zu­su­chen, stel­len wir zuerst den Stern Unu­kal­hai (Alpha Ser­pen­tis, 2,6 mag) ein. Nur 2° süd­öst­lich die­ses Sterns befin­det sich Epsi­lon Ser (3,7 mag). Wir stel­len die­sen Stern in die Mit­te unse­res Sucher­fern­rohrs ein und schwen­ken anschlie­ßend aber­mals 2° nach Süden, bis wir den 5,2 mag hel­len Stern Ome­ga Ser errei­chen. Die­ser bil­det mit Psi Ser (5,8 mag) und einem wei­te­ren 5 mag Stern, wei­ter süd­lich, ein gleich­sei­ti­ges Drei­eck. Nun schwen­ken wir nach Wes­ten, bis wir auf zwei wei­te­re Ster­ne der 5. Grö­ßen­klas­se tref­fen. Der west­li­che Stern ist 5 Ser. M 5 befin­det sich nur 22 Bogen­mi­nu­ten nord­west­lich die­ses Sterns und soll­te schon im Sucher leicht zu erken­nen sein.

Auf­such­kar­te Mes­sier 5 (58,5 KiB, 312 hits)

Steckbrief für Messier 5