Objekte des Monats: Der Kugelsternhaufen Messier 68

Der Kugel­stern­hau­fen Mes­sier 68 (NGC 4590), im süd­li­chen Stern­bild Was­ser­schlan­ge (Hydra), wur­de am 9. April 1780 von dem berühm­ten fran­zö­si­schen Astro­no­men Charles Mes­sier ent­deckt. Mes­sier beschrieb den Hau­fen als sehr schwa­chen Nebel ohne Ster­ne unter­halb des Raben und der Hydra in der Nähe eines Sterns der 6. Grö­ßen­klas­se. Das Objekt war in sei­nem Refrak­tor sehr schwer zu sehen. Der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Fried­rich Wil­helm Her­schel beschrieb das Objekt hin­ge­gen als wun­der­schö­ne Ansamm­lung von Ster­nen, die extrem reich, kom­pakt und kom­pri­miert erschei­nen, sodass die meis­ten Ster­ne regel­recht mit­ein­an­der ver­schmel­zen. Her­schel war auch der ers­te Beob­ach­ter, der den Stern­hau­fen in sei­ne Ein­zel­ster­ne auf­lö­sen konn­te. Sein Sohn John kata­lo­gi­sier­te den Hau­fen im Jahr 1836 als h 3404. Er nahm ihn spä­ter als GC 3128 in sei­nen Gene­ral­ka­ta­log auf. Er notier­te: „Ganz klar auf­ge­löst in Ster­ne der 12. Magni­tu­de, sehr locker und zer­klüf­tet an den Rän­dern”. Admi­ral Wil­liam Hen­ry Smyth, der den Kugel­stern­hau­fen 1837 beob­ach­te­te, schrieb die Ent­de­ckung von M 68 fälsch­li­cher­wei­se Mes­siers Freund und Kol­le­gen Pierre Méchain zu. Die­se Anga­be wur­de von zahl­rei­chen spä­te­ren Quel­len übernommen.

Ein metallarmer Kugelsternhaufen aus einer anderen Galaxie

Mes­sier 68 ist ein typi­scher kugel­för­mi­ger Stern­hau­fen des äuße­ren galak­ti­schen Halos mit einer schein­ba­ren Grö­ße von 11 Bogen­mi­nu­ten am Him­mel. Mit einer schein­ba­ren Hel­lig­keit von 7,3 Grö­ßen­klas­sen kann man ihn an dunk­len und kla­ren Näch­ten sehr leicht mit dem Feld­ste­cher auf­fin­den. M 68 ist ein weni­ger kon­zen­trier­ter Kugel­stern­hau­fen der Kon­zen­tra­ti­ons­klas­se X. Er befin­det sich in einer Ent­fer­nung von 33.580 Licht­jah­ren zur Erde, auf der gegen­über­lie­gen­den Sei­te des galak­ti­schen Zen­trums, und besitzt einen wah­ren Durch­mes­ser von rund 106 Licht­jah­ren. Er beher­bergt wahr­schein­lich mehr als 100.000 Ster­ne. Sei­ne Gesamt­mas­se wird mit 223.000 Son­nen­mas­sen ange­ge­ben. M 68 ent­hält 25 Ster­ne, die hel­ler als 14,8 mag sind. Ins­ge­samt sind rund 2.000 Ster­ne des Hau­fens mit Ama­teur­instru­men­ten beob­acht­bar. Auf­grund sei­ner süd­li­chen Posi­ti­on am Him­mel, mit einer Dekli­na­ti­on von ‑26,7°, ist das Objekt von Mit­tel­eu­ro­pa aus nur rela­tiv schwie­rig zu beobachten. 

Der Stern­hau­fen umkreist das Zen­trum unse­rer Milch­stra­ße inner­halb von 500 Mil­lio­nen Jah­ren, mit einer gro­ßen Bahn­ex­zen­tri­zi­tät von 0,5 und einer Nei­gung von 30°. Dadurch ent­fernt er sich zeit­wei­se bis über 100.000 Licht­jah­re von unse­rer Hei­mat­ga­la­xie und nähert sich ihr dann wie­der bis auf 30.000 Licht­jah­re an. Gleich­zei­tig zählt M 68 zu den metal­lärms­ten kugel­för­mi­gen Stern­hau­fen der Milch­stra­ße. Das bedeu­tet, dass im Spek­trum sei­ner Ster­ne nur weni­ge schwe­re Ele­men­te ent­hal­ten sind, die schwe­rer als Was­ser­stoff und Heli­um sind. Im Durch­schnitt ent­hält jeder sei­ner Ster­ne etwa ¹⁄₁₇₀ so viel Metall pro Ein­hei­ten Was­ser­stoff wie unse­re Son­ne. Inter­es­san­ter­wei­se weist M 68 jedoch, ähn­lich wie Mes­sier 15 im Stern­bild Pega­sus, eine erhöh­te Sili­zi­um­häu­fig­keit auf, im Gegen­satz zu Titan. Die­se unge­wöhn­li­che che­mi­sche Anrei­che­rung ist mög­li­cher­wei­se auf Bei­trä­ge von Super­no­vae mit etwas mas­se­rei­che­ren Vor­läu­fern zurück­zu­füh­ren. Mög­li­cher­wei­se befin­det sich M 68 in einem Kern­kol­laps und zeigt Anzei­chen einer Rota­ti­on. Außer­dem wird ver­mu­tet, dass der Stern­hau­fen Teil des Milch­stra­ßen­sys­tems wur­de, als in der Ver­gan­gen­heit eine klei­ne Zwerg­ga­la­xie von unse­rer Hei­mat­ga­la­xie ver­schlun­gen wurde.

Im Stern­hau­fen wur­den im Jahr 2015 bis zu 50 ver­än­der­li­che Ster­ne iden­ti­fi­ziert, die meis­ten davon vom Typ RR Lyrae. Die­se Ver­än­der­li­chen sind über­aus wich­tig für die Ent­fer­nungs­lei­ter im Uni­ver­sum. 27 die­ser Ster­ne wur­den von dem ame­ri­ka­ni­schen Astro­no­men Har­low Shap­ley ent­deckt. Sechs die­ser Ster­ne gehö­ren zum Typ SX Phoe­ni­cis und wei­sen ein kur­zes Pul­sa­ti­ons­ver­hal­ten sowie star­ke Ampli­tu­den­schwan­kun­gen auf. In Mes­sier 68 wur­den außer­dem über 250 Rie­sen­ster­ne mit einer abso­lu­ten Hel­lig­keit von 0. Grö­ße oder hel­ler gezählt. Somit besitzt er etwa halb so vie­le hel­le Rie­sen­ster­ne wie die deut­lich berühm­te­ren Kugel­stern­hau­fen Mes­sier 3 in den Jagd­hun­den oder Mes­sier 13 im Stern­bild Her­ku­les. Schät­zun­gen zufol­ge ist der Stern­hau­fen 11,2 Mil­li­ar­den Jah­re alt. Die­ses Alter ist ver­gleich­bar mit dem ande­rer Kugel­stern­hau­fen unse­rer Gala­xie, deren Alter zwi­schen 10,24 Mil­li­ar­den Jah­ren (NGC 1261 und NGC 3201) und 13,95 Mil­li­ar­den Jah­ren (NGC 6171) liegt.

Am Rand des Stern­hau­fens, 7,4 Bogen­mi­nu­ten nord­öst­lich von M 68, befin­det sich der klei­ne, rote Stern FI Hydrae. Die­ser Stern ist kein ech­tes Mit­glied des Stern­hau­fens und steht weit im Vor­der­grund. Es han­delt sich um einen ver­än­der­li­chen Stern vom Mira-Typ. Die­ser erscheint sehr röt­lich und weist eine Peri­ode von etwa 324 Tagen auf. Er besitzt eine Ampli­tu­de von 7,2 mag und kann bei sei­nem Maxi­mum eine Hel­lig­keit von 9 Magni­tu­den errei­chen. Dadurch ver­än­dert sich das Aus­se­hen des Stern­hau­fens erheblich.

Beobachtung

Mes­sier 68 steht sehr weit süd­lich des Him­mels­äqua­tors. Aus die­sem Grund ist er vor allem von der süd­li­chen Hemi­sphä­re aus am bes­ten zu beob­ach­ten. Von Mit­tel­eu­ro­pa aus ver­blasst der mäch­ti­ge Kugel­stern­hau­fen dage­gen im Dunst des Hori­zonts. Unter opti­ma­len Bedin­gun­gen und bei sehr guter Hori­zont­sicht ist M 68 mit einem han­dels­üb­li­chen 7×50 oder 10×50 Fern­glas als unschar­fer Stern erkenn­bar. Selbst mit grö­ße­ren Feld­ste­chern erscheint er nur als dif­fu­ser Nebel­fleck. In einem 3 bis 4‑Zoll Refrak­tor ist ein hel­les Zen­trum erkenn­bar, das von einem unschar­fen Halo umge­ben ist, der zu den Rän­dern hin all­mäh­lich ver­blasst. Bei einer 80-fachen Ver­grö­ße­rung erscheint der Rand­be­reich des Hau­fens schon leicht kör­nig, vor allem, wenn man von süd­li­che­ren Brei­ten der Erde aus beob­ach­tet. Ein 5 mag hel­ler Stern steht direkt süd­west­lich des Haufens.

Spä­tes­tens ab einer Öff­nung von 6‑Zoll soll­ten in Näch­ten mit guter Trans­pa­renz und Sicht sowie einer hohen Ver­grö­ße­rung von etwa 120-fach ers­te Ein­zel­ster­ne in den Rand­be­rei­chen zu erken­nen sein. Das hells­te Hau­fen­mit­glied erreicht dabei eine Hel­lig­keit von 12,6 Grö­ßen­klas­sen. Außer­dem erscheint der Hau­fen nun eher oval als rund. Nord­west­lich des Zen­trums, fünf Bogen­mi­nu­ten ent­fernt, steht ein röt­li­cher Stern. Mit einer Öff­nung von 8 bis 10-Zoll und einer 150-fachen Ver­grö­ße­rung sind die Rand­be­rei­che des Hau­fens ein­deu­tig in Ein­zel­ster­ne auf­ge­löst. Selbst im fle­ckig erschei­nen­den Zen­trum blit­zen ein­zel­ne Ster­ne hin­ter einem Nebel unauf­ge­lös­ter Ster­ne her­vor. Befin­det sich M 68 hoch am Him­mel, wie bei­spiels­wei­se in Nami­bia, kann er im Zen­trum sogar voll­stän­dig in ein­zel­ne Ster­ne auf­ge­löst wer­den. Mit noch grö­ße­ren Tele­sko­pen mit 12 bis 14-Zoll Öff­nung zeigt sich ein reich­hal­ti­ger Kugel­stern­hau­fen. Mit die­sem Instru­men­ta­ri­um gelingt auch eine voll­stän­di­ge Auf­lö­sung des Kern­be­reichs von Mit­tel­eu­ro­pa aus. Dabei erscheint sein Kern recht locker und nicht kom­pakt. Der hells­te Abschnitt ist nach Nord­wes­ten ver­scho­ben. Dort kon­zen­trie­ren sich die Ster­ne in einem keil­för­mi­gen Mus­ter zwi­schen dunk­len Strän­gen und Bögen hel­le­rer Sterne.

Die Hydra ist das größ­te Stern­bild am Nacht­him­mel. Die bes­te Zeit, um Mes­sier 68 zu beob­ach­ten, sind die Früh­lings­mo­na­te. In Nami­bia erreicht der Stern­hau­fen sogar den Zenit. Mes­sier 68 ist für mit­tel­eu­ro­päi­sche Beob­ach­ter ein rela­tiv schwie­ri­ges Objekt. Bei sei­nem Meri­di­an­durch­gang, im öst­li­chen Bereich des Stern­bilds Was­ser­schlan­ge, erreicht er kei­ne gro­ße Höhe über dem Hori­zont. Dadurch wird er durch die dich­te­ren Atmo­sphä­ren­schich­ten in sei­ner Hel­lig­keit deut­lich beein­träch­tigt. Um ihn auf­zu­su­chen, geht man am bes­ten vom Stern­bild Rabe (Cor­vus) aus. Von dort folgt man einer Linie, die vom Stern Del­ta Cor­vi (2,9 mag) aus­geht und in Rich­tung des Sterns Kraz (Beta Cor, 2,7 mag) ver­läuft. Ver­län­gert man die­se Linie um wei­te­re 4 ½ Grad in süd­li­cher Rich­tung, taucht ein Dop­pel­stern (ADS 8612) mit einer Hel­lig­keit von 5,4 Grö­ßen­klas­sen auf. M 68 befin­det sich unge­fähr 45 Bogen­mi­nu­ten nord­öst­lich die­ses Sterns.

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Steckbrief für Messier 68