Objekte des Monats: Der Kugelsternhaufen Messier 30

Mes­sier 30 (NGC 7099) ist ein Kugel­stern­hau­fen im süd­li­chen Stern­bild Stein­bock (Capri­cor­nus). Das Objekt wur­de in der Nacht vom 3. auf den 4. August 1764 von dem fran­zö­si­schen Astro­no­men Charles Mes­sier in Paris beob­ach­tet und kata­lo­gi­siert. Mes­sier beschrieb ihn als schwie­rig zu beob­ach­ten­den run­den Nebel ohne Ster­ne. M 30 gehört zu den weni­gen Objek­ten in sei­nem berühm­ten Nebel­ka­ta­log, die von Mes­sier eigen­hän­dig ent­deckt wur­den. Der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Fried­rich Wil­helm Her­schel war der ers­te Beob­ach­ter, der den Stern­hau­fen im Jahr 1784 in sei­ne Ein­zel­ster­ne auf­lö­sen konn­te. Im 1880 erschie­nen New Gene­ral Cata­lo­gue von John L.E. Dey­er wird M 30 als hel­ler, gro­ßer und außer­or­dent­li­cher leicht ova­ler Kugel­hau­fen beschrie­ben. Im angel­säch­si­schen Sprach­raum wird der Hau­fen oft als „Jel­ly­fi­sh Clus­ter“ (Qual­len­hau­fen) bezeichnet.

Ein kompakter Kugelhaufen und frühes Mitglied einer Zwerggalaxie

Mes­sier 30 ist mit einer Hel­lig­keit von 7,7 mag und einer schein­ba­ren Aus­deh­nung von 12 Bogen­mi­nu­ten bereits in Fern­glä­sern und klei­nen Tele­sko­pen erkenn­bar. Der sehr metall­ar­me Kugel­stern­hau­fen befin­det sich nach neus­ten Erkennt­nis­se 27.140 Licht­jah­re von der Erde ent­fernt und besitzt eine Mas­se von 160.000 Son­nen­mas­sen. Sein Alter wird mit 12,93 Mil­li­ar­den Jah­re und sein wah­rer Durch­mes­ser mit knapp 93 Licht­jah­ren ange­ge­ben. Im Durch­schnitt ent­hält M 30 etwa 1/186 so viel „Metall“ pro Was­ser­stoff­ein­heit wie die Son­ne. Damit gehört Mes­sier 30 zu den größ­ten und ältes­ten Kugel­stern­hau­fen unse­rer Gala­xis. Die hells­ten Ster­ne des Hau­fens sind Rote Rie­sen und besit­zen schein­ba­re Hel­lig­keit von 12,1 mag. Bei sei­nem 160 Mil­lio­nen Jah­re dau­ern­den retro­gra­den Umlauf um das Galak­ti­sche Zen­trum, im inne­ren Bereich des Halos unse­rer Milch­stra­ße, kann sich der Kugel­stern­hau­fen die­sem bis auf 10.000 Licht­jah­re annä­hern und sich bis zu 25.000 Licht­jah­re vom Zen­trum ent­fer­nen. Wahr­schein­lich war der Kugel­stern­hau­fen in der Ver­gan­gen­heit ein Mit­glied einer Zwerg­ga­la­xie, die sich unse­re Milch­stra­ße ein­ver­leibt hat. Im Lau­fe der Zeit hat M 30 vie­le sei­ner Mit­glie­der an die Milch­stra­ße verloren.

Unter­su­chun­gen bele­gen, dass der Kern von M 30 vor ein oder zwei Mil­li­ar­den Jah­ren einen Kern­kol­laps erlit­ten hat. Auch bei ande­ren Kugel­stern­hau­fen unse­rer Gala­xis ver­mu­tet man einen Kern­kol­laps wie bei Mes­sier 15 im Pega­sus und Mes­sier 70 im Schüt­zen sowie bei 18 wei­te­ren Kugel­hau­fen. Dabei wur­den die Mit­glieds­stern des Hau­fens in Rich­tung des Zen­trums geschleu­dert. Das hat­te zur Fol­ge, dass das Zen­trum jetzt deut­lich dich­ter und kom­pak­ter erscheint und eine Aus­deh­nung von nur noch 0,9 Licht­jah­ren auf­weist. Die Dich­te der Ster­ne im Zen­trum des Hau­fens beträgt das Mil­lio­nen­fa­che die der Son­nen­um­ge­bung. So ist es nicht ver­wun­der­lich, dass in sei­nem Kern­be­reich eine hohe Anzahl an „Blau­en Nach­züg­lern“ ent­deckt wur­den. Die­se Ster­ne ent­ste­hen wahr­schein­lich aus einer Ver­schmel­zung bzw. Mas­sen­ak­kre­ti­on zwei­er Ster­nen in einem engen Dop­pel­stern­sys­tem. In sei­ner 20 Bogen­se­kun­den gro­ßen Kern­re­gi­on machen das rund ein Vier­tel der Ster­ne aus. Aus die­sem Grund weist das Zen­trum auch eine unge­wöhn­lich blaue Far­be auf. Die hal­be Mas­se des Kugel­stern­hau­fens kon­zen­triert sich sogar auf ein kugel­för­mi­ges Gebiet mit einer Aus­deh­nung von nur 17,4 Licht­jah­ren. Dies macht ihn zu einer der Regio­nen mit der höchs­ten Dich­te in der Milchstraße.

Binärer Millisekundenpulsar

Der Stern­hau­fen besitzt einen gro­ßen Gezei­ten­ra­di­us. Das ist der Bereich, über den die Mit­glieds­ster­ne gra­vi­ta­tiv an den Kugel­stern­hau­fen gebun­den sind. Die­ser erstreckt sich über 18,3 Bogen­mi­nu­ten oder 139 Licht­jah­re im linea­ren Durch­mes­ser. Nur 12 ver­än­der­li­che Ster­ne wur­den in M 30 bis­her gefun­den, dar­un­ter eine Zwerg­no­va. Die meis­ten die­ser Ver­än­der­li­chen sind Rönt­gen­dop­pel­ster­ne. Auch zwei Mil­li­se­kun­den­pul­sa­re wur­den im Kugel­stern­hau­fen ent­deckt. Einer von die­sen Pul­sa­ren (PSR J2140-2311B oder M30B) wur­de im Jahr 2023 mit Hil­fe des Meer­KAT-Radio­te­le­skop in Süd­afri­ka wie­der­ent­deckt. Die­ser binä­re Mil­li­se­kun­den­pul­sar besitzt eine Puls­pe­ri­ode von nur 13 Mil­li­se­kun­den und umkreist sei­nen Beglei­ter auf einer stark exzen­tri­schen Umlauf­bahn, mit einer Peri­ode von 6,2 Tagen. Der Beglei­ter in die­sem 2,5 Son­nen­mas­sen schwe­ren Sys­tems könn­te ent­we­der ein mas­se­rei­cher Wei­ßer Zwerg oder ein Neu­tro­nen­stern sein. M30B ist wahr­schein­lich bei einer sekun­dä­ren Aus­tausch­be­geg­nung entstanden.

Lei­der ist Mes­sier 30 für Beob­ach­ter der nörd­li­chen Hemi­sphä­re nicht leicht zu sehen. Denn auf­grund sei­ner Lage im süd­öst­li­chen Bereich des Stern­bilds Capri­cor­nus und sei­ner gerin­gen Dekli­na­ti­on von ‑23°, steigt Mes­sier 30 nie sehr hoch über dem mit­tel­eu­ro­päi­schen Hori­zont. Auf­grund sei­ner ungüns­ti­gen Posi­ti­on am Him­mel ist Mes­sier 30 auch das­je­ni­ge Objekt, das bei den so genann­ten „Mes­sier-Mara­thons“, in den mond­schein­lo­sen Näch­ten im März, von den Beob­ach­tern zumeist nicht beob­ach­tet wer­den kann.

Beobachtung

Mes­sier 30 besitzt eine gerin­ge­re Flä­chen­hel­lig­keit als die meis­ten der Mes­sier-Kugel­stern­hau­fen. Aller­dings ist er bereits mit einem 10x50 Fern­glas als 4 Bogen­mi­nu­ten gro­ßes, leicht läng­li­ches Nebel­chen direkt neben 41 Capri­cor­ni auf­find­bar. Im 2 bis 3‑Zöller zeigt sich der Stern­hau­fen nahe­zu rund, mit einem unschar­fen Rand und einem hel­le­ren Zen­tral­be­reich. Nur 7 Bogen­mi­nu­ten west­lich von M 30 steht ein Stern der 8. Grö­ßen­klas­se. Mit grö­ße­ren Tele­sko­pen ab 4 bis 6‑Zoll Öff­nung kön­nen schon indi­rekt ein­zel­ne Ster­ne in den Rand­be­rei­chen des Hau­fens auf­ge­löst wer­den. Das Kern­ge­biet erscheint bei 80-facher Ver­grö­ße­rung recht kom­pakt, deut­lich hel­ler und läng­lich sowie in Ost-West-Rich­tung leicht elon­giert. Ab 8 bis 10-Zoll Öff­nung und 120-facher Ver­grö­ße­rung erscheint der Halo recht groß. In den Rand­be­rei­chen des Hau­fens sind rund ein Dut­zend Ein­zel­ster­ne auf­ge­löst. Es erschei­nen zwei par­al­le­le Ster­nen­ket­ten, die bereits von Her­schel beschrie­ben wur­den. Eine ver­läuft vom Zen­trum aus­ge­hend nach Nor­den. Die Ande­re ver­läuft par­al­lel dazu und ver­fehlt das Zen­trum von M 30 nach Nord­wes­ten. Eine schwä­che­re Ster­nen­ket­te ver­läuft öst­lich des Zen­trums. Der Zen­tral­be­reich des Kugel­hau­fens bleibt eher klein und dif­fus, mit einem kör­ni­gen Hin­ter­grund nicht auf­ge­lös­ter Ster­ne. Der Kern erscheint klein und deut­lich kom­pri­miert. Mit zuneh­men­der Öff­nung jen­seits der 12-Zoll wird das Objekt immer ein­drucks­vol­ler und zeigt über­all ver­streu­te Ster­ne, Bögen, Schlei­fen und Sternenketten.

Der Stern­hau­fen steht nahe der Gren­ze zum Stern­bild Capri­cor­nus, in Rich­tung Piscis Aus­tri­nus und 3 1/3 Grad süd­öst­lich von Zeta Capri­cor­ni (3,8 mag). Um Mes­sier 30 auf­zu­fin­den, gehen wir zuerst von dem 2,9 mag hel­len Stern Deneb Algie­di (Del­ta Cap) aus. Die­ser steht an der öst­li­chen Sei­te des Stein­bocks. Der Stern bil­det eine Art Drei­eck mit den Ster­nen Gam­ma (3,7 mag) und Kap­pa Cap (4,7 mag). Ver­län­gern wir nun die Ver­bin­dungs­li­nie zwi­schen Gam­ma und Kap­pa um das Drei­fa­che in Rich­tung Süden, sto­ßen wir 4,5° süd­lich von Kap­pa auf 41 Cap, einem Stern der 5,2ten Grö­ßen­klas­se. Der Kugel­stern­hau­fen befin­det sich nur 23 Bogen­mi­nu­ten west­lich die­ses Sterns.

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Steckbrief für Messier 30