Der Kugelsternhaufen Messier 15 (NGC 7078), im nördlichen Sternbild Pegasus, wurde am 7. September 1746 von dem in Italien geborenen französischen Astronomen Jean-Dominique Maraldi entdeckt. Seine Entdeckung erfolgte bei seiner Suche nach dem Kometen de Cheseaux von 1746. Er beschrieb ihn als ziemlichen hellen Nebelstern, der aus vielen Sternen besteht. Maraldi veröffentlichte seine Beobachtung in den „Mémoires de l’Académie“ des gleichen Jahres. Der französische Astronom Charles Messier entdeckte M 15 am 3. Juni 1764 unabhängig von Maraldi und beschrieb ihn als runden Nebel ohne Sterne, zwischen dem Kopf des Pegasus und dem Equueleus. Im Gegensatz zu Maraldi, konnte Messier den Haufen noch nicht in Einzelsterne auflösen. Dies gelang erst dem deutsch-britischen Astronom Wilhelm Herschel, der ihn im Jahr 1783 in zahlreiche Einzelsterne auflösen und damit seine wahre Natur offenbaren konnte. Als eines der berühmteren Objekte im Messier-Katalog, ist M 15 unter Hobbyastronomen auch als „Großer Pegasushaufen“ bekannt.
Kompakter und heller Kugelsternhaufen
Messier 15 ist mit einer scheinbaren Helligkeit von 6,2 mag der zweithellste kugelförmigen Sternhaufen des Nordhimmels und kann bereits mit jedem Feldstecher, knapp 4° nordwestlich des Sterns Enif, aufgefunden werden. Er steht 33.900 Lichtjahre von der Erde entfernt und besitzt einen scheinbaren Durchmesser von 18 Bogenminuten, was einer tatsächlichen Ausdehnung von rund 175 Lichtjahren entspricht. Sein Gezeitenradius beträgt sogar 210 Lichtjahre und seine Masse 450.000 Sonnenmassen. Des Weiteren enthält der Kugelsternhaufen mindestens 100.000 Sterne. Die hellste Mitglieder erreichen eine scheinbare Helligkeit von 12,6 Magnituden oder 1.000 Sonnenleuchtkräfte. Mit einer absoluten Helligkeit von ‑9,2 Größenklassen, zählt M 15 auch zu den größten und massereichsten Kugelsternhaufen unserer Milchstraße. Die Zentralregion ist nicht exakt rund, sondern leicht elliptisch.
M 15 umrundet das Zentrum unserer Galaxis auf einer 40° gegen die Milchstraßenebene geneigten Bahn und kann sich bis zu 45.000 Lichtjahre vom Zentrum unserer Galaxis entfernen. Für einen vollständigen Umlauf benötigt der Kugelhaufen rund 250 Millionen Jahre. Mit einem Alter von 13,2 Mrd. Jahre – seine Mitgliedssterne weisen nur eine sehr geringe Metallizität auf – gehört Messier 15 zu den ältesten Objekten seiner Klasse. Gleichzeitig ist Messier 15 auch der kompakteste Kugelsternhaufen unserer Galaxis (Konzentrationsklasse IV), der in der Vergangenheit einen so genannten Kernkollaps erlitten hat. Kernkollapse sind in der dynamischen Entwicklung von Kugelhaufen keine Seltenheit. Insgesamt 21 der 157 bekannten Kugelsternhaufen in der Milchstraße – und möglicherweise 8 weitere – haben einen Kernkollaps erlitten. Bei M 15 setzte dieser aber erst vor wenigen Millionen Jahren ein. Selbst das Hubble-Weltraumteleskop (HST) konnte den verdichteten Kern, bis auf 0,06 Lichtjahre vom Zentrum, kaum in Einzelsterne auflösen. Im Kernbereich des Haufens drängen sich unglaublich viele Sterne auf engsten Raum. Im nur 22 Lichtjahre großen inneren Bereich werden mehr als 30.000 Sterne vermutet.
Um das 10 Lichtjahre große Zentrum von Messier 15, der einen scheinbaren Durchmesser von nur 1 Bogenminute aufweist, ist ungefähr die Hälfte der Haufenmasse konzentriert. Somit herrscht dort eine der höchsten Sterndichten die wir im lokalen Universum kennen! Der mittlere Abstand der Sterne beträgt im Zentrum gerade einmal die Entfernung zwischen der Sonne und dem Zwergplaneten Pluto. Das Zentrum enthält vermutlich ein mittelschweres Schwarzes Loch, mit bis zu 4.000 Sonnenmassen. Das Röntgenteleskop Uhuru und das Chandra X‑Ray-Observatorium haben in Messier 15 auch zwei helle Röntgenquellen entdeckt mit der Bezeichnung M15 X‑1 und M 15 X‑2. Die erste Quelle ist auch die erste astronomische Röntgenquelle, die im Sternbild Pegasus gefunden wurde.
Neutronensterne und ein planetarischer Nebel
Unter seinen zahlreichen Mitgliedssternen sind mindestens 130 veränderliche Sterne bekannt, darunter 47 RR-Lyrae Sterne, so genannte Haufenveränderliche, zwei Cepheiden, davon einer vom W‑Virginis-Typ, sowie zwei Zwergnovae. Somit steht Messier 15 auf Platz 3 derjenigen Kugelhaufen, mit den meisten Veränderlichen. Die Anderen sind Omega Centauri (NGC 5139), im südlichen Sternbild Zentaur, sowie Messier 3 in den Jagdhunden. Auch 9 Pulsare und ein Doppelsternsystems aus zwei Neutronensternen (PSR 2127+11C) wurden entdeckt. Diese sind die Überreste alter Supernovaexplosionen vor vielen Milliarden Jahren, als der Haufen noch jung war. Das Neutronenstern-Doppelsternsystem zeigt sogar die Auswirkungen relativistischer Effekte in einem starken Gravitationsfeld wie Periheldrehung, Lichtablenkung und Energieverluste durch Gravitationswellen.
Im Gegensatz zu den meisten Kugelsternhaufen unseres Milchstraßensystems, enthält Messier 15 einen planetarischen Nebel: Pease 1 oder PK 65–27.1 besitzt einen Durchmesser von nur 3 Bogensekunde und eine Helligkeit von 13,8 Magnituden. Der Nebel wurde im Jahr 1928 von dem amerikanischen Astronomen Francis Gladheim Pease auf einer Fotoplatte des 100-Zoll Teleskops auf dem Mount Wilson entdeckt. Aufmerksam machte ihm das ungewöhnliche Erscheinungsbild dieses „Sterns“. Pease 1 befindet sich 1,5 Bogenminuten nordöstlich des Haufenzentrums. Der 0,6 Sonnenmassen schwere, sehr heiße Zentralstern besitzt eine Temperatur von 40.000 Kelvin und eine scheinbare Helligkeit von rund 15,0 mag. Seitdem wurden nur 5 weitere planetarische Nebel in Kugelsternhaufen gefunden, darunter in M 22, NGC 6441 und Palomar 6. Messungen der Radialgeschwindigkeit des Nebels bestätigen eine Zugehörigkeit des planetarischen Nebels zum Haufen.
Um Pease 1 visuell aufzufinden, benötigt man aber mindestens ein Teleskop von 12 bis 14 Zoll Öffnung, hohe Vergrößerungen, von mindestens 200-fach, einen O‑III-Filter sowie sehr ruhige Luft. Die Kenntnis seiner genauen Position ist ebenfalls erforderlich, weil sich der Nebel visuell kaum von den Haufensternen unterscheidet. Schnelles Wechseln mit einem O‑III-Filter hilft bei seiner Identifizierung, weil der Filter die Helligkeit der Umgebungssterne stark unterdrückt.
Beobachtung
Durch seine Helligkeit liegt Messier 15 bereits an der Sichtbarkeitsgrenze für das bloße Auge vorausgesetzt, der Himmel ist dafür dunkel genug. Spätestens mit einem kleinen Opernglas oder einem 8x42 Feldstecher sollte rund 4,2° nordwestlich von Epsilon Pegasi entfernt ein rundlicher Nebelfleck sichtbar sein. Dieser befindet sich innerhalb eines Dreiecks aus Sternen der 7. bis 8 Größe. Im 16x70 Fujinon erscheint M 15 als heller, runder Nebel, mit einem deutlich hellerem Zentrum. Selbst aus der Stadt heraus und unter Mondschein ist der Sternhaufen ein dankbares Objekt. Mit 3 bis 4 Zoll Teleskopöffnung zeigen sich die Randbereiche bereits körnig. Auffällig ist hier auch der dichte Zentralbereich, der zur Mitte hin deutlich an Helligkeit zunimmt. Teleskope von 5 bis 6 Zoll Öffnung und mindestens 100-fache Vergrößerung zeigen schon Dutzende Mitgliedssterne der 12. Größenklasse, vor allem in den äußeren Regionen des Kugelhaufens. Um den dichten Zentralbereich herum bleibt aber nach wie vor ein nebliger Schimmer von nicht aufgelösten Sternen übrig. Ein 8 Zoll Teleskop zeigt das kompakte Zentrum immer noch nicht aufgelöst. Immerhin sind jetzt mehr als 100 Einzelsterne sichtbar, die sich aus dem Zentrum heraus, zu langen Ketten, Sternbögen, unterbrochen von dunklen Bahnen, anordnen. Interessant ist eine dunkler Fleck neben einer losgelösten Kette aus Sternen, am nordöstlichen Rand des dichten Zentralbereichs. Ein engerer Bogen aus Sternen, östlich des Kerns, lässt den Zentralbereich versetzt und den Haufen leicht oval erscheinen. Im Allgemeinen bleibt der Umriss des Haufens aber eher unregelmäßig. Selbst mit 10 bis 12 Zoll bleibt das innere Zentrum des Haufens unaufgelöst. Allerdings sind nun viele Sterne über die gesamte Fläche des Haufens erkennbar. Durch die große Anzahl an Sternen und der hohen Sterndichte nahe des Zentrums, ergibt sich in unvergesslicher nahezu dreidimensionaler Anblick.
Messier 15 ist am besten in den Herbstmonaten zu beobachten, wenn das Sternbild Pegasus hoch am Himmel steht. Der Kugelhaufen ist relativ leicht in Sucherteleskopen auffindbar, indem wir die Strecke zwischen Baham (Theta Peg, 3,5 mag) und Enif (Epsilon Peg, 3,5 mag), die den Kopf des geflügelten Pferdes bilden, um ungefähr die Hälfte nach Nordwesten verlängern. M 15 liegt 3 ½ Grad westlich und 2 ¼ Grad nördlich von Enif und nur 20 Bogenminuten westlich eines auffälligen Sterns der 6. Größenklasse. Ein weiterer Stern, mit 7,5 mag Helligkeit, steht 5 Bogenminuten nördlich des Haufens.
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Steckbrief für Messier 15
Objektname | Messier 15 |
Katalogbezeichnung | NGC 7078, GCL 120 |
Eigenname | Großer Pegasushaufen, Great Cluster in Pegasus |
Typ | Kugelsternhaufen, IV |
Sternbild | Pegasus (Pegasus) |
Rektaszension (J2000.0) | 21h 29m 58,3s |
Deklination (J2000.0) | +12° 10′ 03″ |
V Helligkeit | 6,3 mag |
Flächenhelligkeit | 11,0 mag |
Winkelausdehnung | 18,0′ |
Durchmesser | 175 Lichtjahre |
Entfernung | 33.900 Lichtjahre |
Beschreibung | !,vB,vL,iR,vsmbM,rrr,st vS; Stars mags 13… |
Entdecker | Jean-Dominique Maraldi, 1746 |
Sternatlanten | Cambridge Star Atlas: Chart 13 Interstellarum Deep Sky Atlas: Chart 41 Millennium Star Atlas: Charts 1237–1238 (Vol III) Pocket Sky Atlas: Chart 75 Sky Atlas 2000: Chart 16 Uranometria 2nd Ed.: Chart 83 |