Objekte des Monats: Die Sculptorgalaxie NGC 253

NGC 253 ist eine hel­le Spi­ral­ga­la­xie im süd­li­chen Stern­bild Bild­hau­er­werk­statt (Sculp­tor). Sie wur­de am 23. Sep­tem­ber 1783 von Fried­rich Wil­helm Her­schels Schwes­ter Caro­li­ne von Süd­eng­land aus ent­deckt. Caro­li­ne Her­schel war mit ihrem klei­nen New­ton-Tele­skop auf der sys­te­ma­ti­schen Suche nach Kome­ten. Neben NGC 253 fand sie min­des­tens 12 wei­te­re Objek­te zwi­schen den Jah­ren 1782 und 1783. Ihr berühm­ter Bru­der kata­lo­gi­sier­te das Objekt am 30. Okto­ber 1783. Nur ein hal­bes Jahr­hun­dert spä­ter, am 20. Novem­ber 1835, beob­ach­te­te auch Her­schels Sohn John, am Kap der Guten Hoff­nung, mit sei­nem 18-Zoll Metall­spie­gel­re­flek­tor die Gala­xie. Er beschrieb sie als sehr hel­les, gro­ßes und beein­dru­cken­des Objekt, „etwas strei­fig und kno­tig in sei­ner Beschaf­fen­heit und viel­leicht auf­lös­bar“. Auf­grund ihrer süd­li­chen Lage von ‑25° Dekli­na­ti­on am Him­mel ist sie trotz ihrer gro­ßen Hel­lig­keit nicht im Mes­sier-Kata­log ent­hal­ten. Sir Patrick Cald­well-Moo­re lis­te­te NGC 253 in sei­nem Kata­log als Cald­well 65. Die Gala­xie ist unter ihrem Eigen­na­men „Sculp­tor-Gala­xie“ (Sculp­tor Gala­xy), „Sil­ber­dol­lar­ga­la­xie“ (Sil­ver Dol­lar Gala­xy) bzw. „Sil­ver Coin Gala­xy“ deut­lich bekannter.

Ein beeindruckendes Paradeobjekt der südlichen Hemisphäre

NGC 253 ist eine akti­ve Bal­ken­spi­ral­ga­la­xie vom Hub­ble-Typ SAB(s)c. Sie gilt nach der Andro­me­da­ga­la­xie (Mes­sier 31) und der Som­bre­ro­ga­la­xie (Mes­sier 104) als eine der am bes­ten sicht­ba­ren Gala­xien für klei­ne Instru­men­te sowie zu den struk­tur­reichs­ten Objek­ten am Fir­ma­ment. Aus die­sem Grund ist sie ein idea­les Ziel für pro­fes­sio­nel­le und Ama­teur­as­tro­no­men glei­cher­ma­ßen. Die Sculp­tor-Gala­xie besitzt eine Win­kel­aus­deh­nung 27,5 x 6,8 Bogen­mi­nu­ten und eine schein­ba­re Hel­lig­keit von 7,3 Grö­ßen­klas­sen. Damit ist sie bereits in Fern­glä­sern und klei­nen Tele­sko­pen leicht zu erken­nen. Sie ist nach Cen­tau­rus A, im süd­li­chen Stern­bild Ken­taur, und Bodes Gala­xie (Mes­sier 81), im Gro­ßen Bären, die dritt­hells­te Gala­xie außer­halb der Loka­len Grup­pe. Gleich­zei­tig ist NGC 253 eine der nächst­ge­le­ge­nen Gala­xien zur Milch­stra­ße und die uns am nächst gele­ge­ne Star­burst­ga­la­xie.

Die Sculp­tor-Gala­xie besitzt einen Durch­mes­ser von 91.000 Licht­jah­ren und eine Mas­se von 100 Mil­li­ar­den Son­nen. Sie sie von ähn­li­cher Grö­ße und Gestalt und des­halb ver­gleich­bar mit unse­rer Gala­xis. Die Gala­xie ist auf­grund ihrer süd­li­chen Lage nur in wirk­lich dunk­len Näch­ten und bei guter Hori­zont­sicht bereits in klei­nen Fern­glä­sern am mit­tel­eu­ro­päi­schen Him­mel sicht­bar. Auf der süd­li­chen Hemi­sphä­re, zum Bei­spiel in Nami­bia, gehört die Sculp­tor-Gala­xie zu den Para­de­ob­jek­ten des Him­mels. Sie besitzt eine Aus­deh­nung, die der schein­ba­ren Aus­deh­nung des Voll­mon­des am Him­mel entspricht.

Hauptgalaxie der Sculptor-Galaxiengruppe

NGC 253 befin­det sich nur 11,4 Mil­lio­nen Licht­jah­re von der Erde ent­fernt. Sie ist das hells­te und größ­te Mit­glied der 12,7 Mil­lio­nen Licht­jah­re ent­fern­ten Sculp­tor-Gala­xien­grup­pe. Auf­grund ihrer Lage, 2° nord­west­lich des galak­ti­schen Süd­pols, wird die­se Grup­pe auch als „Süd­po­lar­grup­pe“ bezeich­net. Der Süd­ga­lak­ti­sche Pol (SGP) liegt zwi­schen NGC 253 und dem Blau­en Rie­sen Alpha Sculp­to­ris. Der klei­ne Gala­xien­hau­fen stellt die von uns aus gese­hen nächst gele­ge­ne Gala­xien­grup­pe außer­halb unse­rer Loka­len Grup­pe dar. Zur „Bild­hau­er­grup­pe“ zäh­len ins­ge­samt 14 Mitglieder.

Die hel­le­ren Gala­xien NGC 55 (Cald­well 72), NGC 247 (Cald­well 62), NGC 300 (Cald­well 70), NGC 7793, NGC 625 sowie PGC 6430 zäh­len eben­falls dazu. NGC 253 bil­det den Kern die­ser Grup­pe zu denen neben der 9,9 mag hel­len Spi­ral­ga­la­xie NGC 247, im Stern­bild Cetus, auch die Zwerg­ga­la­xien PGC 2881, PGC 2933, Sculp­tor-dE1 und UGCA 15 gehö­ren. Die meis­ten ande­ren Gala­xien sind nur schwach gra­vi­ta­tiv an den Kern die­ser Grup­pe gebun­den. Von einem Pla­ne­ten inner­halb der Sculp­tor-Gala­xie wür­de unse­re Milch­stra­ße als hüb­sche Bal­ken­spi­ra­le, ähn­lich wie Mes­sier 83 in der Was­ser­schlan­ge, erschei­nen. Die Schei­be von NGC 253 ist 78° zu unse­rer Sicht­li­nie geneigt und zeigt kei­ne zen­tra­le Aus­buch­tung (Bul­ge). Die staub­rei­chen Spi­ral­ar­me kön­nen bis in den Gala­xien­kern ver­folgt wer­den. Stand März 2000 wur­den in NGC 253 bis zu 14 Kugel­stern­hau­fen gefunden.

Starburst

NGC 253 durch­läuft zur Zeit einer Peri­ode inten­si­ver Ster­nen­ent­ste­hung, was in astro­no­mi­schen Fach­krei­sen als Star­burst bezeich­net wird. Mit dem Hub­ble-Welt­raum­te­le­skop wur­den meh­re­re Super­stern­hau­fen nahe des Zen­trums gefun­den. Einer die­ser Stern­hau­fen besitzt eine Mas­se von 1,5 Mil­lio­nen Son­nen­mas­sen und eine abso­lu­te Leucht­kraft von ‑15 Magni­tu­den. Zwei wei­te­re Stern­hau­fen wei­sen Mas­sen von 500.000 Son­nen­mas­sen und eine abso­lu­te Hel­lig­keit von ‑11 mag auf. Spä­te­re Stu­di­en fan­den einen wei­te­ren Super­stern­hau­fen, der stark vom inter­stel­la­ren Staub in NGC 253 ver­deckt wird. Die­ser Hau­fen besitzt eine Mas­se von 14 Mil­lio­nen Son­nen­mas­sen und ein Alter von nur 5,7 Mil­lio­nen Jahren.

Die Super­stern­hau­fen sind als Ellip­se um das Zen­trum von NGC 253 ange­ord­net. Die gro­ße Men­ge an Staub, in der Schei­be­ne­ben der Gala­xie, ver­ur­sacht sowohl eine Ver­dun­ke­lung als auch eine Rötung der Schei­ben­ster­ne. Das erklärt den auf lang belich­te­ten Auf­nah­men erschei­nen­den gelb­li­chen inne­ren Teil. Der war­me Staub in der Schei­be ist auch ursäch­lich für die star­ke Infra­rot­strah­lung der Sculp­tor-Gala­xie. Im Jahr 1994 wur­den 1.000 Licht­jah­re lan­ge Staub­struk­tu­ren gefun­den, die mit meh­re­ren dunk­len Schlei­fen ver­bun­den zu sein schei­nen. Das Very Lar­ge Array fand inner­halb eines Star­burst-Rings eine HII-Regi­on, die dem inne­ren Teil von 30 Dora­dus in der Gro­ßen Magel­lan­schen Wol­ke ähn­lich ist. Die­ser Nebel besitzt eine Gesamt­mas­se von 105 Mil­lio­nen Son­nen, in Form von Ster­nen, sowie 600 Mil­lio­nen Son­nen­mas­sen ioni­sier­ten Gases.

Die Stern­ent­ste­hungs­ra­te in der Sculp­tor-Gala­xie ist auch im nord­öst­li­chen Teil der Schei­be hoch. Dort befin­den sich eine Rei­he roter Über­rie­sen­ster­ne, ein Halo jun­ger Ster­ne und neu­tra­les Was­ser­stoff­gas. Ster­nen­win­de von mas­se­rei­chen Ster­nen sowie Super­no­va­ex­plo­sio­nen haben in jüngs­ter Ver­gan­gen­heit Mate­ri­al, in Form eines Super­win­des, in den Halo von NGC 253 gebla­sen. Die­ses Mate­rie scheint die Stern­ent­ste­hung in der Gala­xie zu hem­men. Man nimmt an, dass die Sculp­tor-Gala­xie vor ca. 200 Mil­lio­nen Jah­ren mit einer klei­ne­ren Zwerg­ga­la­xie zusam­men­ge­sto­ßen ist. Die­ser Zusam­men­stoß beein­fluss­te die Gala­xien­schei­be nach­hal­tig und lös­te auch den Star­burst aus. Der jüngs­te Star­burst in NGC 253 dau­ert wahr­schein­lich schon seit 20 bis 30 Mil­lio­nen Jah­ren an.

Mit Hil­fe von Hub­ble wur­den auch ein 163 Licht­jah­re brei­ter Ring um den akti­ven galak­ti­schen Kern gefun­den. Im Zen­trum der Gala­xie exis­tiert ver­mut­lich ein super­mas­se­rei­ches Schwar­zes Loch, mit einer Mas­se von 5 Mil­lio­nen Son­nen­mas­sen. Das Schwar­ze Loch wur­de im Jahr 2003 von dem Chandra-Rönt­gen­te­le­skop der NASA ent­deckt. Es ist etwas mas­se­rei­cher als Sagit­ta­ri­us A* in unse­rer Milch­stra­ße. Zur Zeit ist die­ses Objekt, wie auch das in unse­rer Gala­xis, inak­tiv. Der kom­pak­te Kern der Sculp­tor-Gala­xie, der wie in unse­rer Gala­xis von Staub ver­deckt wird, ist Quel­le inten­si­ver Rönt­gen- und Gammastrahlung.

Eine Supernova und ein ungleicher Nachbar

Obwohl in NGC 253 zur­zeit stän­dig neue und beson­ders mas­se­rei­che Ster­ne ent­ste­hen, wur­de im Lau­fe der Geschich­te bis­her nur eine Super­no­va nach­ge­wie­sen. Die Super­no­va SN1940E leuch­te­te 54 Bogen­mi­nu­ten süd­west­lich des Kern­ge­biets auf und wur­de im Novem­ber 1940 von dem schwei­zer Phy­si­ker und Astro­no­men Fritz Zwi­cky ent­deckt. Sie erreich­te eine schein­ba­re Hel­lig­keit von 14 Grö­ßen­klas­sen. Mit Hil­fe des Sub­aru-Tele­skops wur­de eine licht­schwa­che Zwerg­ga­la­xie gefun­den, die durch NGC 253 gestört wur­de. NGC 253-dw2 über­lebt mög­li­cher­wei­se die nächs­te Pas­sa­ge nicht. Das gra­vi­ta­ti­ve Zusam­men­spiel der bei­den Gala­xien ist ver­mut­lich für die Stö­rung in der Struk­tur von NGC 253 mitverantwortlich.

In unmit­tel­ba­rer Nähe zur Sculp­tor-Gala­xie, nur 1 ¾ Grad ent­fernt und somit im sel­ben Gesichts­feld eines Feld­ste­chers, kön­nen wir den 9,4 mag hel­len und 13,8 Bogen­mi­nu­ten gro­ße Kugel­stern­hau­fen NGC 288 auf­fin­den. Die­ser steht mit einer Ent­fer­nung von 30.000 Licht­jah­ren aller­dings weit im Vor­der­grund. Im Gegen­satz zu vie­len ande­ren Kugel­stern­hau­fen unse­rer Milch­stra­ße ist NGC 288 nur sehr locker zum Zen­trum hin kon­zen­triert und besitzt eine Gesamt­mas­se von rund 45.000 Sonnen.

Beobachtung

NGC 253 ist unter einem dunk­len Land­him­mel, vor allem in süd­li­che­ren Gegen­den als Mit­tel­eu­ro­pa, schon sehr leicht im 10x50 Fern­glas erkenn­bar. Sie erscheint als läng­li­cher und rela­tiv gro­ßer Nebel­fleck mit einem hel­le­ren zen­tra­len Kern­ge­biet. Im sel­ben Gesichts­feld ent­de­cken wir auch den Kugel­stern­hau­fen NGC 288. Der Anblick bei­der Objek­te im Feld­ste­cher ähnelt der von M 81 und M 82 im Gro­ßen Bären. Unter per­fek­ten Bedin­gun­gen lässt sich im gro­ßen 16x70 Fuji­non-Fern­glas auch eine gewis­se Struk­tur in der Sculp­tor-Gala­xie erah­nen. Die Gala­xie ist bei mäßi­ger Hori­zont­sicht in klei­nen Tele­sko­pen ein auf­fäl­li­ges Objekt und erscheint als Minia­tur­aus­ga­be der gro­ßen Andro­me­da­ga­la­xie. Mit 3 bis 4‑Zoll gro­ßen Refrak­to­ren und klei­ner bis mitt­le­rer Ver­grö­ße­rung erscheint die Gala­xie deut­lich hel­ler und mit 20 Bogen­mi­nu­ten Aus­deh­nung sehr groß. Sie ist 5:1 in nord­öst­li­cher bis süd­west­li­cher Rich­tung elon­giert. Die Gala­xie wird von zahl­rei­chen hel­le­ren Ster­nen unse­rer Milch­stra­ße ein­ge­rahmt. Ein Feld­stern befin­det sich unmit­tel­bar nord­öst­lich des Kerns. Unmit­tel­bar süd­west­lich des Zen­trums steht ein hüb­sches Paar aus Ster­nen der 9. Größenklasse.

Mit 6 bis 8‑Zoll Öff­nung und 72-facher Ver­grö­ße­rung sind schon ers­te fle­cken­ar­ti­ge Struk­tu­ren, vor allem auf der Nord­west­sei­te, sowie eini­ge Vor­der­grund­ster­ne in der Gala­xien­schei­be erkenn­bar. Ers­te Ansät­ze der Spi­ral­ar­me erschei­nen bei indi­rek­tem Sehen und unter her­vor­ra­gen­den Beob­ach­tungs­be­din­gun­gen. Das Zen­trum erscheint flä­chen­haft und zu etwa zwei Drit­teln hel­ler als die Gala­xien­schei­be. Die Schei­be sel­ber besitzt eini­gen Kno­ten, die Staub­fle­cken nach­zeich­nen. Mit Instru­men­ten von 10 bis 12-Zoll Öff­nung ist eine win­zi­ge ova­le Bul­ge und eine reich struk­tu­rier­te Gala­xien­schei­be wahr­nehm­bar. Die­se erscheint stark gemot­telt. Auch die inne­re Regi­on der Schei­be erscheint gespren­kelt. Das nord­öst­li­che Ende der Schei­be ist bes­ser defi­niert als das süd­west­li­che Ende. Außer­dem ist der nord­west­li­che Rand der Schei­be schär­fer als der süd­öst­li­che. Mit noch grö­ße­rer Öff­nung ab 16-Zoll erkennt man ein dunk­les Staub­band nord­west­lich des Kern­ge­bie­tes und eini­ge schwa­che Vor­der­grund­ster­ne in der Gala­xien­schei­be. Der Kern der Gala­xie besitzt eine bemer­kens­wer­te hohe Flä­chen­hel­lig­keit. Die vie­len dün­nen Staub­ah­nen sind vor allem mit hoher Ver­grö­ße­rung deut­lich zu erken­nen. Die bei­den gro­ßen Spi­ral­ar­me der Gala­xie, ent­lang der nord­öst­li­chen und süd­west­li­chen Ach­se, sind am bes­ten bei mitt­le­ren Ver­grö­ße­run­gen nachweisbar.

Die Sculp­tor-Gala­xie ist ein typi­sches Objekt des Herbst­him­mels. Sie erreicht von Mit­tel­deutsch­land aus eine maxi­ma­le Höhe von 15° über dem Süd­ho­ri­zont. NGC 253 befin­det sich in der Nähe der Gren­ze zum Stern­bild Wal­fisch (Cetus), nur 4 ¾ Grad nord­west­lich von Alpha Sculp­to­ris (4,3 mag). Aus­gangs­punkt zum Auf­su­chen ist Deneb Kai­tos (Beta Cet, 2,04 mag) im Wal­fisch. Nur 4° süd­lich die­ses Sterns steht ein auf­fäl­li­ges Drei­eck aus Ster­nen der 6. Grö­ßen­klas­se. Die­ses Drei­eck stel­len wir in die Sucher­mit­te ein. Nun schwen­ken wir das Tele­skop aber­mals 3° in Rich­tung Süden. Nun soll­te, etwas in öst­li­cher Rich­tung ver­setzt, NGC 253 als läng­li­cher und aus­ge­dehn­ter Licht­fleck regel­recht ins Auge springen.

Auf­such­kar­te Sculp­tor-Gala­xie (NGC 253) (55,5 KiB, 211 hits)

Steckbrief für NGC 253