Objekte des Monats: Die Galaxie NGC 2403

NGC 2403 ist eine hel­le Gala­xie im nörd­li­chen Stern­bild Giraf­fe (Came­lo­pard­a­lis). Sie wur­de am 1. Novem­ber 1788 von dem deutsch-bri­ti­schen Astro­no­men Fried­rich Wil­helm Her­schel ent­deckt. Er beschrieb sie als beträcht­lich hell, rund und mit hel­le­rem Kern. Her­schel wird auch die Sich­tung eines schwa­chen Astes, der sich vom Kern aus­ge­hend in Rich­tung Nord­wes­ten erstreckt, zuge­schrie­ben. Die­se Sich­tung Her­schels war ein ers­ter Hin­weis auf ihre Spi­ral­struk­tur. Im Febru­ar 1886 ent­deck­te der fran­zö­si­sche Astro­nom Guil­laume Bogo­ir­dan, an der Pari­ser Stern­war­te, einen sehr schwa­chen Kno­ten, der eine eige­ne NGC-Num­mer bekam (NGC 2404). Die Gala­xie gehört zu den 110 bes­ten NGC-Objek­ten an unse­rem Him­mel und ist auch in Sir Patrick Moo­res Deep-Sky-Lis­te als Cald­well 7 verzeichnet.

Ein Mitglied der M81-Galaxiengruppe

NGC 2403 gehört zu den hells­ten Gala­xien nörd­lich des Him­mels­äqua­tors, die nicht in den Mes­sier-Kata­log auf­ge­nom­men wur­den. Denn offen­sicht­lich wur­de die Gala­xie von Charles Mes­sier oder sei­nem Freund und Kol­le­gen Pierre Méchain über­se­hen. Die Gala­xie wird als Misch­form einer nor­ma­len Spi­ral­ga­la­xie und einer Bal­ken-Spi­ral­ga­la­xie vom Hub­ble-Typ SAB(s)cd betrach­tet, mit einer aus­ge­präg­ten und wei­test­ge­hend unge­stör­te Spi­ral­struk­tur. NGC 2403 ist ein wei­ter außen lie­gen­des Mit­glied der 11 Mil­lio­nen Licht­jah­re ent­fern­ten M81-Gala­xien­grup­pe. Zusam­men mit unse­rer Loka­len Grup­pe, wird die­se Grup­pe eben­falls zur Coma-Sculp­tor-Gala­xien­wol­ke gezählt. Ins­ge­samt besitzt die M81-Grup­pe einen Radi­us von 5 Mil­lio­nen Licht­jah­re. Die Distanz von NGC 2403 zur Erde wird mit 9,65 Mil­lio­nen Licht­jah­re ange­ge­ben. Somit ist sie ein direk­ter Nach­bar unse­rer Loka­len Gala­xien­grup­pe. Die Gala­xie befin­det sich knapp 14° von Mes­sier 81 & Mes­sier 82 im Stern­bild Gro­ßer Bär entfernt.

NGC 2403 ist rela­tiv schwer am Him­mel zu fin­den, weil sie sich im rela­tiv licht­schwa­chen und unschein­ba­ren Stern­bild der Giraf­fe befin­det. Mit einer Win­kel­aus­deh­nung von 23,4 x 12,3 Bogen­mi­nu­ten und einer schein­ba­ren Hel­lig­keit von 8,4 mag, erscheint sie annä­hernd genau so hell und groß wie Mes­sier 81. Trotz ihrer rela­tiv gerin­gen Flä­chen­hel­lig­keit, ist sie mit einem guten Feld­ste­cher über­ra­schend leicht zu erken­nen. Die Gala­xie besitzt einen Durch­mes­ser von rund 77.000 x 45.000 Licht­jah­ren und einer Mas­se von 95 Mil­li­ar­den Son­nen. Somit ist NGC 2403 um die Hälf­te klei­ner, als unser eige­nes Milch­stra­ßen­sys­tem. Sie hat eine ver­blüf­fen­de Ähn­lich­kei­ten mit der Drei­ecks­ga­la­xie (Mes­sier 33) im Stern­bild Drei­eck, die ein Mit­glied unse­rer eige­nen Gala­xien­grup­pe ist. Ähn­lich wie bei M 33, schau­en wir unter einem Win­kel von 28° schräg auf die Ebe­ne der Gala­xie, mit meh­re­ren, locker gewun­de­nen Spi­ral­ar­men. Die Arme, in der Nähe des Kerns, sind eng gewun­den. Wei­ter außen erschei­nen die Spi­ral­ar­me deut­lich wei­ter und locke­rer. Fer­ner besitzt sie, wie M 33, einen klei­nen Kern. NGC 2403 steht aber drei Mal so weit ent­fernt wie die Dreiecksgalaxie.

NGC 2403 war die ers­te Gala­xie außer­halb der Loka­len Grup­pe, in denen Cep­hei­den-Ver­än­der­li­che nach­ge­wie­sen wur­den. Unge­fähr 10 von ihnen, mit Peri­oden zwi­schen 18 und 54 Tagen, sind bekannt. Sie gilt als wich­ti­ge Stan­dard­ga­la­xie der Astro­phy­sik. Denn die Peri­oden-Leucht­kraft-Bezie­hung der Cep­hei­den ist ein wich­ti­ges Instru­ment zur extra­ga­lak­ti­schen Ent­fer­nungs­be­stim­mung im Uni­ver­sum. NGC 2403 besitzt zwei bekann­te Begleit­ga­la­xien. DDO 44 ist mit 20 bis 60 Mil­lio­nen Son­nen­mas­sen eine rela­tiv mas­se­rei­che Zwerg­ga­la­xie, die von NGC 2403 gra­vi­ta­tiv gestört wird. Es exis­tiert ein Gezei­ten­strom, der sich 82.000 Licht­jah­ren auf bei­den Sei­ten von DDO 44 erstreckt. Die zwei­te Gala­xie, MADCASH‑1, ist eine typi­sche licht­schwa­che sphä­ro­ide Zwerg­ga­la­xie und besitzt nur eine alte, metall­ar­me Popu­la­ti­on an roten Riesensternen.

Ein Starburst in jüngster Vergangenheit

Die Gala­xie durch­läuft zur­zeit eine inten­si­ve Stern­ent­ste­hung, einen so genann­ten Star­burst. Zahl­rei­che Stern­hau­fen, jun­ge OB-Asso­zia­tio­nen, H‑II Regio­nen und inter­stel­la­rer Staub sind in ihren Spi­ral­ar­men zu sehen, die der Gala­xie einen leicht irre­gu­lä­ren Ein­druck ver­lei­hen. Auch im Zen­trum der Gala­xie befin­den sich zahl­rei­che gro­ße offe­ne Stern­hau­fen, mit mas­se­rei­chen, sehr hei­ßen Ster­nen, die in Stern­ent­ste­hungs­re­gio­nen ein­ge­bet­tet sind. Die­se Stern­hau­fen sind nur weni­ge Mil­lio­nen Jah­re alt. NGC 2403 leuch­tet auch sehr hel­len im Ultra­vio­let­ten und im wei­chen Rönt­gen­licht. Die mas­se­reichs­ten Ster­ne in den OB-Asso­zia­tio­nen sind bereits als Super­no­va explo­diert. Die Stoß­wel­len die­ser Super­no­va­ex­plo­sio­nen kom­pri­mie­ren das ihn umlie­gen­de Gas und erhit­zen es stark, so dass es Rönt­gen­strah­lung aus­sen­det. Das rest­li­che Gas wird von der ultra­vio­let­ten Strah­lung der mas­se­rei­chen O‑Sterne, die eine Tem­pe­ra­tur bis zu 40.000 Kel­vin auf­wei­sen, zum Leuch­ten ange­regt. Sie erschei­nen im Licht des ioni­sier­ten Was­ser­stoffs rötlich.

Im nörd­li­chen Spi­ral­arm, nur 2 Bogen­mi­nu­ten nord­nord­öst­lich des Kerns befin­det sich die HII-Regi­on NGC 2404. Die­se besitzt einen Durch­mes­ser von 940 Licht­jah­ren und ist damit eine der größ­ten bekann­ten Stern­ent­ste­hungs­re­gio­nen in unmit­tel­ba­rer Nach­bar­schaft zu unse­rer Gala­xis. Der Gro­ße Ori­on­ne­bel (Mes­sier 42/43) hat unge­fähr eine Aus­deh­nung von 30 Licht­jah­ren. Die­se Stern­ent­ste­hungs­re­gi­on in NGC 2403 hat eine ver­blüf­fen­de Ähn­lich­keit, sowohl was die Grö­ße und Lage betrifft, mit NGC 604 in Mes­sier 33. Mehr als 100 die­ser Emis­si­ons­ne­bel sind in NGC 2404 bekannt, von denen eini­ge bis zu 800 Licht­jah­re Durch­mes­ser auf­wei­sen. Radio­da­ten lie­fern ein wei­te­res detail­lier­tes Bild von neu­tra­len Was­ser­stoff­gas in der Schei­be und im Halo der Gaöa­xie. Dabei ist die Radio­schei­be unge­fähr dop­pelt so groß wie die opti­sche. Das neu­tra­le Was­ser­stoff­gas wur­de durch die hei­ßen Win­de jun­ger, mas­se­rei­cher Ster­ne aus der Schei­be hin­aus trans­por­tiert. Sie bil­den eine so genann­te galak­ti­sche Fontäne.

Supernovae

Ein Hin­weis für die hohe Super­no­va­ra­te sind drei Super­no­vae vom Typ II, die in den zurück­lie­gen­den Jah­ren in NGC 2403 ent­deckt wur­den. Die 1. Super­no­va, SN 1954J, wur­de von dem schwei­zer Phy­si­ker und Astro­nom Fritz Zwi­cky am 24. Okto­ber 1954 gefun­den und erreich­te eine maxi­ma­le Hel­lig­keit von 16 mag. Heut­zu­ta­ge wird die­se Super­no­va aller­dings als Hel­lig­keits­aus­bruch eines mas­se­rei­chen Sterns, ähn­lich der von Eta Cari­nae am Süd­him­mel, inter­pre­tiert. Die zwei­te Super­no­va, SN 2002kg, leuch­te­te im Jahr 2002 in der Gala­xie auf. Die jüngs­te Super­no­va wur­de im August 2004 vom japa­ni­schen Astro­no­men Koi­chi Itag­aki ent­deckt. SN 2004dj ent­wi­ckel­te sich zu einer der hells­ten Super­no­vae der letz­ten Jahr­zehn­te und erreich­te eine maxi­ma­le Hel­lig­keit von 11,2 mag. Gleich­zei­tig war sie die nächst­ge­le­ge­ne und 9. hells­te Super­no­va in der astro­no­mi­schen Geschich­te. Der Vor­gän­ger-Stern im San­da­ge 96 Clus­ter war ein hei­ßer Blau­er Rie­se der Spek­tral­klas­se O, mit 8 bis 40 Sonnenmassen.

Beobachtung

NGC 2403 erscheint im 7x50 Fern­glas als schwa­cher, ova­ler Nebel­fleck. Mit dem 16x70 Fuji­non Feld­ste­cher erkennt man auch das run­de, dif­fu­se Kern­ge­biet. Das Objekt erscheint ähn­lich einem schwei­flo­sen Kome­ten. Die Gala­xie wirkt mit 2 bis 3 Zoll Öff­nung deut­lich hel­ler, ist aber immer noch struk­tur­los. Auf­fäl­lig ist das hel­le­re Kern­ge­biet. Mit 4 bis 5 Zoll Öff­nung erscheint der hel­le Kern deut­lich flä­chig. Die­ser ist von einem nebe­li­gen ova­len Halo umge­ben. Der Halo ist zwi­schen zwei hel­le­ren und auf­fäl­li­gen Feld­ster­nen 10. Grö­ßen­klas­se ein­ge­bet­tet. Dazwi­schen befin­det sich ein wei­te­rer, schwä­che­rer Stern. Mit 6 bis 8 Zoll Öff­nung und indi­rek­tem Sehen erscheint der west­li­che Teil der Gala­xien­schei­be schon leicht gemot­telt – ein ers­ter Hin­weis auf die Spi­ral­struk­tur, die vor allem ab 120-facher Ver­grö­ße­rung am bes­ten zu erken­nen ist. Der hel­le­re, nörd­li­che Spi­ral­arm ist indi­rekt andeu­tungs­wei­se zu erah­nen. Bei genaue­rer Betrach­tung erscheint der Kern leicht oval. Im 10-Zöl­ler erscheint die Gala­xien­schei­be sehr hell und von hel­len und dunk­le­ren Zonen durch­setzt, die die H‑II-Regio­nen in der Schei­be andeu­ten. Rund ein hal­bes Dut­zend die­ser Nebel sind bei gutem See­ing beob­acht­bar. Öst­lich des Zen­trums befin­det sich ein klei­ner Kno­ten. Mit 12 bis 14 Zoll Tele­s­ko­pöff­nung sind die H‑II Regio­nen in den Spi­ral­ar­men deut­lich bes­ser erkenn­bar. Das hells­te Exem­plar, NGC 2404, befin­det sich im west­li­chen Spi­ral­arm von NGC 2403. Der Gala­xien­kern erscheint hell und aus­ge­dehnt. Die Spi­ral­ar­me sind eher schwach aber deut­lich struk­tu­riert. Ein dunk­ler Bereich befin­det sich zwi­schen dem Zen­trum und dem 11 mag hel­len Stern im Süd­os­ten. Nörd­lich des Kerns befin­det sich ein wei­te­rer dunk­ler Bereich von 2,5 Bogen­mi­nu­ten Ausdehnung.

NGC 2403 ist von unse­ren Brei­ten aus zir­kum­po­lar. Sie ist am bes­ten in den Win­ter­mo­na­ten sowie im Früh­jahr zu beob­ach­ten, wenn das Stern­bild Came­lo­pard­a­lis am höchs­ten steht. Das Objekt befin­det sich in der süd­süd­öst­lich Ecke die­ser Kon­stel­la­ti­on. Um die Gala­xie auf­zu­su­chen, gehen wir vom 3,4 mag hel­len Stern Musci­da (Omi­kron UMa) aus, der die Nase der Gro­ßen Bärin (Ursa Major) mar­kiert. Wir schwen­ken das Tele­skop über die Stern­ket­te, die aus den Ster­nen 29 Lyn sowie 53, 49 und 51 Cam gebil­det wird, unge­fähr 7° in Rich­tung Süd­wes­ten. Nun taucht ein Stern­mus­ter auf, das aus einem hel­le­ren und schwä­che­ren Stern besteht. Anschlie­ßend schwenkt man unge­fähr 0,7° nach Nord­wes­ten. Die Gala­xie ist bereits im Sucher­te­le­skop erkenn­bar und wird durch zwei auf­fäl­li­ge Ster­ne der 8. Grö­ßen­klas­se im Wes­ten flankiert.