Objekte des Monats: Der Kugelsternhaufen Messier 2

Der Kugel­stern­hau­fen Mes­sier 2 (NGC 7089), im Stern­bild Was­ser­mann (Aqua­ri­us), wur­de am 11. Sep­tem­ber 1746 von dem in Ita­li­en gebo­re­nen fran­zö­si­schen Astro­no­men Jean-Domi­ni­que Maral­di ent­deckt und als „neb­li­gen Stern“ beschrie­ben. Er beob­ach­te in jener Nacht zusam­men mit Jac­ques Cas­si­ni, dem Sohn des legen­dä­ren ita­lie­ni­schen Astro­no­men Gio­van­ni Cas­si­ni, als die bei­den den im glei­chen Jahr ent­deck­ten Kome­ten Ché­seaux beob­ach­te­ten. Maral­di hielt das Objekt erst für den Kome­ten. Der fran­zö­si­sche Astro­nom Charles Mes­sier ent­deck­te und kata­lo­gi­sier­te den Stern­hau­fen unab­hän­gig von Maral­di gan­ze 14 Jah­re spä­ter, näm­lich am 11. Sep­tem­ber 1760. Er beschrieb ihn als 4 Bogen­mi­nu­ten gro­ßen Nebel ohne Stern, mit einem run­den leuch­ten­den Zen­trum, ähn­lich M 22 im Schüt­zen. Der Stern­hau­fen war nach dem Krebs­ne­bel Mes­sier 1 das zwei­te von ihm als kome­ten­haft kata­lo­gi­sier­te Objekt. Der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Fried­rich Wil­helm Her­schel war wahr­schein­lich der ers­te Beob­ach­ter, der den Kugel­stern­hau­fen im Jahr 1783 in ein­zel­ne Ster­ne auf­lö­sen konnte.

Ein heller und großer Kugelsternhaufen des galaktischen Halos

Mes­sier 2 gilt als einer der reich­hal­tigs­ten und kom­pak­tes­ten Kugel­stern­hau­fen an unse­rem Him­mel. Er zählt mit sei­nem Durch­mes­ser von 175 Licht­jah­ren und über 150.000 Mit­glieds­ster­nen zu den größ­ten Kugel­stern­hau­fen unse­res Milch­stra­ßen­sys­tems. Der Gezei­ten­ein­fluss von M 2 ist sogar noch deut­lich grö­ßer und beträgt etwa 233 Licht­jah­re. Der Stern­hau­fen befin­det sich 40.850 Licht­jah­re von der Erde ent­fernt. Er erscheint dem Beob­ach­ter deut­lich ellip­tisch und sehr kom­pakt (Kon­zen­tra­ti­ons­klas­se II). Mit einer schein­ba­ren Hel­lig­keit von 6,3 mag und einen schein­ba­ren Durch­mes­ser von 16 Bogen­mi­nu­ten, kann der Stern­hau­fen bereits sehr ein­fach in Fern­glä­sern und klei­nen Tele­sko­pen auf­ge­spürt wer­den. In sei­nem Zen­trum, das eine Aus­deh­nung von unge­fähr 11 Licht­jah­ren besitzt, ist unge­fähr die Hälf­te der Gesamt­mas­se des Kugel­hau­fens kon­zen­triert. Mit einem Alter von 12,5 Mil­li­ar­den Jah­ren gehört das Objekt, zusam­men mit Mes­sier 3 in den Jagd­hun­den und Mes­sier 5 in der Schlan­ge, zu den ältes­ten kugel­för­mi­gen Stern­hau­fen unse­rer Gala­xis. Im Ver­gleich zur Son­ne, ver­ei­nen die Ster­ne in M 2 nur 2 % schwe­re­re Ele­men­te als Was­ser­stoff und Heli­um. Das macht die Exis­tenz erd­ähn­li­cher Pla­ne­ten im Hau­fen recht unwahrscheinlich.

Die hells­ten Mit­glieds­ster­ne im Hau­fen sind rote und gel­be Rie­sen, die eine abso­lu­te Hel­lig­keit von ‑3 Grö­ßen­klas­sen und schein­ba­re Hel­lig­kei­ten von 13,1 mag besit­zen. Dage­gen wei­sen die Ster­ne auf dem hori­zon­ta­len Ast im Herz­sprung-Rus­sell-Dia­gramm (HRD) Hel­lig­kei­ten von nur 16,1 Magni­tu­den auf. Die meis­ten der 21 bekann­ten ver­än­der­li­chen Ster­ne sind Hau­fen­ver­än­der­li­che vom Typ RR Lyrae. Die­se besit­zen typi­sche Peri­oden von weni­ger als einem Tag. RR-Lyrae-Ster­ne sind ähn­lich wie die Cep­hei­den wich­ti­ge Stan­dard­ker­zen für die Ent­fer­nungs­be­stim­mung. Im Gegen­satz zu Cep­hei­den, sind RR-Lyrae-Ster­ne alte, rela­tiv mas­se- und metall­ar­me Ster­ne. Außer­dem ent­hält der Hau­fen noch 3 klas­si­sche Cep­hei­den der 13. Grö­ßen­klas­se und einen ver­än­der­li­chen Stern vom RV-Tau­ri-Typ. Die­ser Stern, der im nord­öst­li­chen Rand­be­reich von Mes­sier 2 zu fin­den ist, wur­de bereits im Jahr 1897 von dem fran­zö­si­schen Astro­no­men Che­v­re­mont ent­deckt. Sei­ne Hel­lig­keit schwankt zwi­schen 12,5 und 14. Grö­ßen­klas­se inner­halb von 69,09 Tagen. Er steht ca. 2 Bogen­mi­nu­ten öst­lich des Zentrums.

Mes­sier 2 besitzt die höchs­te Raum­ge­schwin­dig­keit aller bekann­te galak­ti­schen Kugel­stern­hau­fen. Er umläuft das galak­ti­sche Zen­trum auf einer sehr exzen­tri­schen Bahn. Die­se führt ihn in der nächs­ten Mil­li­ar­de Jah­re, mit 150.000 Licht­jah­ren Abstand, bis in die Außen­be­rei­che des galak­ti­schen Halo. Zur Zeit befin­det sich M 2 direkt unter­halb des Süd­pols unse­rer Gala­xis. Jüngs­te Daten der Raum­son­de Gaia haben zur Ent­de­ckung eines aus­ge­dehn­ten, etwa 45° lan­gen und 300 Licht­jah­re brei­ten Gezei­ten­stroms geführt. Die­ser steht wahr­schein­lich mit Mes­sier 2 in direk­ter Ver­bin­dung. Mög­li­cher­wei­se wur­de der Kugel­hau­fen, durch die gra­vi­ta­ti­ven Ein­flüs­se der Gro­ßen Magel­lan­schen Wol­ke, einer irre­gu­lä­ren Satel­li­ten­ga­la­xie unse­rer Milch­stra­ße am Süd­him­mel, gestört. Fer­ner gehört M 2 zur Gaia-Sau­sa­ge-Ence­la­dus Zwerg­ga­la­xie, den ver­mu­te­ten Über­rest einer mit der Milch­stra­ße in der Ver­gan­gen­heit ver­schmol­ze­nen Satellitengalaxie.

Beobachtung

Mes­sier 2 soll­te unter extrem guten Beob­ach­tungs­be­din­gun­gen, zum Bei­spiel von Nami­bia aus, bereits mit dem blo­ßen Auge sicht­bar sein. Spä­tes­tens in jedem 8x42 Fern­glas und vor allem mit einem 10x50 Feld­ste­cher erkennt man ein rund­li­ches Nebel­bäll­chen, mit einem brei­ten, flä­chi­gen Zen­trum. Unter Zuhil­fe­nah­me eines 80 mm Refrak­tors kann man gut Mes­siers Beschrei­bung des Stern­hau­fens nach­voll­zie­hen. Bei mitt­le­ren Ver­grö­ße­run­gen erkennt man einen dif­fu­sen Halo und eine deut­li­che Hel­lig­keits­zu­nah­me zur Mit­te, den hel­len Kern und sei­ne leicht in Nord-Süd-Rich­tung ellip­ti­sche Form. Ein­zel­ster­ne sind mit die­ser Öff­nung aller­dings noch nicht aus­zu­ma­chen. Ein Vor­der­grund­stern der 10. Grö­ßen­klas­se befin­det sich nur 4,5 Bogen­mi­nu­ten nord­öst­lich des Zen­trums. Mit Öff­nun­gen von 4 bis 6 Zoll ist der Hau­fen immer noch nicht auf­ge­löst. Denn die Ster­ne sind im direk­ten Ver­gleich mit dem Her­ku­le­shau­fen (Mes­sier 13) durch­weg deut­lich licht­schwä­cher. Eini­ge hel­le Ster­ne blit­zen vor allem ab 100-facher Ver­grö­ße­rung ab und zu in den Rand­be­rei­chen her­vor. Die­se sind aber auf­grund des nebe­li­gen Hin­ter­grunds vie­ler unauf­ge­lös­ter Ster­ne nicht gera­de ein­fach zu erken­nen. Umso deut­li­cher ist jetzt die Hel­lig­keits­kon­zen­tra­ti­on zur Mit­te und die ova­le Form des Kugel­stern­hau­fens erkenn­bar. Mit Hil­fe eines 8 bis 10 Zoll Zoll New­tons und hoher Ver­grö­ße­rung, bis zur Mil­li­me­ter­zahl der Tele­s­ko­pöff­nung, ent­fal­tet der Stern­hau­fen sei­ne gesam­te Pracht. Mes­sier 2 ist nun teil­wei­se bis in das Zen­trum in Ein­zel­ster­ne auf­ge­löst. Mit noch grö­ße­rer Öff­nung von 12 bis 14 Zoll ist auch eine Art dunk­le Linie erkenn­bar, die sich von Nor­den in Rich­tung Osten erstreckt. Man erkennt sehr vie­le Ster­ne, die über die gesam­te Flä­che ver­streut sind.

Der Kugel­stern­hau­fen ist ein loh­nen­des Objekt des Spät­som­mers und Herbst­him­mels. Er befin­det sich 11° süd­süd­west­lich von Enif (Epsi­lon Peg, 2,4 mag) direkt auf dem Him­mels­äqua­tor. Um den Stern­hau­fen auf­zu­fin­den, betrach­ten wir den nord­west­li­chen Bereich des Stern­bilds Was­ser­mann. Mes­sier 2 steht nur 4 ½ Grad nörd­lich von Sadal­suud (Beta Aqr, 2,9 mag) und auf der­sel­ben Dekli­na­ti­on wie Sadal­me­lik (Alpha Aqr, 3,0 mag). Zusam­men bil­den die bei­den Ster­ne und der Kugel­stern­hau­fen ein gro­ßes recht­wink­li­ges Drei­eck. Von Beta Aqua­rii aus­ge­hend befin­det sich knapp 2° nord­öst­lich von die­sem ein lang gezo­ge­nes Drei­eck aus Ster­nen der 6. Grö­ßen­klas­se. An der nörd­li­chen Spit­ze die­ses Drei­ecks ent­de­cken wir einen hüb­schen Dop­pel­stern, den wir nun in die Sucher­mit­te ein­stel­len. Anschlie­ßend schwen­ken wir das Tele­skop unge­fähr 2° in Rich­tung Nor­den. Nun soll­te M 2 als neb­li­ges Objekt im Sucher­feld auftauchen.