Objekte des Monats: Die Galaxien Messier 60 und NGC 4647

Mes­sier 60 (NGC 4649) ist eine ellip­ti­sche Gala­xie im Stern­bild Jung­frau (Vir­go). Sie wur­de am 11. April 1779 von dem deut­schen Astro­no­men Johann Gott­fried Köh­ler in sei­ner pri­va­ten Stern­war­te in Dres­den zusam­men mit M 59 ent­deckt, als er einen Kome­ten (C/1779 A1 Bode) im sel­ben Abschnitt des Him­mels beob­ach­te­te. Er notier­te: „Zwei sehr klei­ne Nebel, kaum sicht­bar in einem 3‑Fuß-Tele­skop: Der eine über dem ande­ren.“ Der ita­lie­ni­sche Astro­nom Bar­n­aba Oria­ni ent­deck­te die Gala­xie einen Tag und Charles Mes­sier nur vier Tage spä­ter unab­hän­gig von Köh­ler. Im Zuge sei­ner Suche ent­deck­te Mes­sier eine wei­te­re Gala­xie im Vir­go-Gala­xien­hau­fen (M 58), die Köh­ler offen­sicht­lich über­se­hen hat­te. Er füg­te das Objekt schließ­lich zu sei­nem berühm­ten Nebel­ka­ta­log hin­zu. Mes­sier beschreibt M 60 als „etwas deut­li­cher” als M 58 und M 59 sowie als Nebel ohne Sterne.

In sei­nen Auf­zeich­nun­gen ver­merk­te er auch den Kome­ten, der zwi­schen dem 13. und 14. April 1779 an M 60 vor­bei­ge­zo­gen war. Die­ser zog so nahe an den Gala­xien vor­bei, dass er in Mes­siers Fern­rohr im glei­chen Blick­feld erschien und die bei­den ande­ren Gala­xien regel­recht über­strahl­te. Aus die­sem Grund ent­deck­te Charles Mes­sier die Gala­xien erst in der Nacht dar­auf. Mes­sier 60 bil­det ein attrak­ti­ves Paar mit der in unmit­tel­ba­rer Nähe lie­gen­den Spi­ral­ga­la­xie NGC 4647. Sie wur­de am 15. März 1784 von dem deutsch-bri­ti­schen Astro­no­men Fried­rich Wil­helm Her­schel ent­deckt. Her­schel erkann­te bei­de Objek­te als Dop­pel­ne­bel, eben­so wie sein Sohn John, der es als „ein sehr schö­nes und merk­wür­di­ges Objekt“ bezeich­ne­te. Bei­de Gala­xien sind auch als Arp 116 in Hal­ton Arps Kata­log der unge­wöhn­li­chen und wech­sel­wir­ken­den Gala­xien verzeichnet.

Eine elliptische Riesengalaxie

Mes­sier 60 ist hell genug, um mit jedem Tele­skop beob­ach­tet zu wer­den. Es han­delt sich um eine der drei gro­ßen ellip­ti­schen Rie­sen­ga­la­xien im Vir­go-Gala­xien­hau­fen, dem mehr als 1.300, mög­li­cher­wei­se sogar mehr als 2.000 Gala­xien ange­hö­ren. Die­ser befin­det sich im Zen­trum des Vir­go-Super­hau­fens, zu dem auch die Loka­le Grup­pe gehört. M 60 ist das öst­lichs­te Mes­sier-Objekt die­ses Hau­fens und die dritt­hells­te Gala­xie. Nur Mes­sier 49 (8,4 mag) und Mes­sier 87 (8,7 mag) erschei­nen leucht­kräf­ti­ger. Als die am wei­tes­ten öst­lich gele­ge­ne Mes­sier-Gala­xie des Vir­go-Clus­ters ist M 60 auch die letz­te in einer Rei­he von drei Gala­xien (M 58, M 59 und M 60), die in das Sicht­feld eines auf die­sen Bereich des Him­mels gerich­te­ten Tele­skops gera­ten. Mes­sier 60 liegt 56,7 Mil­lio­nen Licht­jah­re von der Erde ent­fernt. Die Gala­xie ist das domi­nie­ren­de Mit­glied eines Sub­clus­ters von vier ziem­lich iso­liert ste­hen­den Gala­xien. Die wird als M60-Grup­pe (Vir­go-Clus­ter C) bezeich­net. Gleich­zei­tig gilt sie als die nächst­ge­le­ge­ne bekann­te iso­lier­te kom­pak­te Galaxiengruppe.

Die Gala­xie ist vom Hub­ble-Typ E2. Eini­ge Quel­len klas­si­fi­zie­ren sie jedoch als lin­sen­för­mi­ge Gala­xie des Hub­ble-Typs S0. Der Wert E2 weist auf eine Abfla­chung von 20 % hin, wodurch die Gala­xie fast rund erscheint. Sie besitzt eine schein­ba­re Hel­lig­keit von 8,8 mag und einen schein­ba­ren Durch­mes­ser von 7,4 x 6,0 Bogen­mi­nu­ten. Im Gegen­satz zu Spi­ral­ga­la­xien wei­sen ellip­ti­sche Gala­xien kei­ne orga­ni­sier­ten Struk­tu­ren auf und erschei­nen dem Beob­ach­ter eher lang­wei­lig. Die in Tele­sko­pen leicht abge­plat­tet erschei­nen­de Gala­xie hat einen wah­ren Durch­mes­ser von 118.000 Licht­jah­ren. Ihr äuße­rer Halo könn­te sogar noch grö­ßer sein. Sie besitzt eine Mas­se von über einer Bil­li­on Son­nen. Ihre abso­lu­te Hel­lig­keit beträgt ‑22,3 mag, was einer intrin­si­schen Leucht­kraft von 71 Mil­li­ar­den Son­nen ent­spricht. Im Halo der Gala­xie ver­mu­tet man bis zu 5.100 kugel­för­mi­ge Stern­hau­fen. Das ent­spricht der 20-fachen Anzahl an Kugel­stern­hau­fen, die unse­re eige­ne Gala­xie beher­bergt (ca. 150 bis 200).

Die Begleiter von Messier 60

In unmit­tel­ba­rer Nähe zu Mes­sier 60, etwa 2,5 Bogen­mi­nu­ten von ihr ent­fernt, befin­det sich die klei­ne Bal­ken­spi­ral­ga­la­xie NGC 4647. Sie steht wahr­schein­lich in Wech­sel­wir­kung mit M 60 und weist einen Durch­mes­ser von 55.000 Licht­jah­ren auf. Sie steht 61 Mil­lio­nen Licht­jah­re von der Erde ent­fernt, besitzt 10 Mil­li­ar­den Ster­ne und aus­ge­dehn­te Ster­nen­ste­hungs­ge­bie­te. Die bei­den opti­schen Schei­ben der Gala­xien schei­nen sich zu über­lap­pen. Obwohl die Über­lap­pung ihrer Halos auf eine sol­che gra­vi­ta­ti­ve Inter­ak­ti­on hin­deu­tet, zei­gen foto­gra­fi­sche Auf­nah­men kei­ner­lei Anzei­chen von Ver­zer­run­gen, wie sie bei so nahe bei­ein­an­der­lie­gen­den Gala­xien zu erwar­ten wären. Dies legt nahe, dass die bei­den Gala­xien in Wirk­lich­keit nur auf­grund eines per­spek­ti­vi­schen Effekts über­la­gert sind und mög­li­cher­wei­se etwas wei­ter von­ein­an­der ent­fernt ste­hen. Hub­ble-Beob­ach­tun­gen deu­ten jedoch dar­auf hin, dass eine Gezei­ten­wech­sel­wir­kung zwi­schen M 60 und NGC 4647 even­tu­ell bereits begon­nen hat. Neue­re Stu­di­en bele­gen die­sen Ver­dacht jedoch nicht.

Die bei­den Gala­xien bil­den daher ein rein optisch gebun­de­nes Gala­xien­paar, was als Arp 116 (Holm 448) bezeich­net wird. Hal­ton Arp glie­der­te sei­nen Kata­log unge­wöhn­li­cher Gala­xien nach rein mor­pho­lo­gi­schen Kri­te­ri­en in Grup­pen ein. Laut Arp gehört die­se Gala­xie zur Klas­se der „Ellip­ti­schen Gala­xien in der Nähe von Spi­ral­ga­la­xien, die die­se stö­ren“. Eine Typ‑I Super­no­va mit der Bezeich­nung SN 1979A wur­de in NGC 4647 im Jahr 1979 beob­ach­tet. Am 16. April 2022 ent­deck­te der japa­ni­sche Ama­teur­as­tro­nom Koi­chi Itag­aki einen wei­te­ren hel­len Licht­punkt in der Schei­be von NGC 4647. Die­ser stell­te sich eben­falls als Super­no­va vom Typ Ia her­aus. Die Super­no­va SN 2022hrs erreich­te nur eine Woche spä­ter eine maxi­ma­le Hel­lig­keit von 12,6 Magni­tu­den. Dadurch konn­te die Ent­fer­nung zu NGC 4647 neu bestimmt wer­den. Sie befin­det sich dem­nach nun 91 Mil­lio­nen Licht­jah­re ent­fernt und liegt daher deut­lich im Hin­ter­grund von Mes­sier 60.

In der unmit­tel­ba­ren Umge­bung von M 60 wur­de 2013 die ultra­kom­pak­te Zwerg­ga­la­xie M60-UCD1 ent­deckt. Sie befin­det sich 22.000 Licht­jah­re von der Haupt­ga­la­xie ent­fernt und ent­hält ein 21 Mil­lio­nen Son­nen­mas­sen schwe­res super­mas­se­rei­ches Schwar­zes Loch. Die Zwerg­ga­la­xie ent­stand wahr­schein­lich vor rund 10 Mil­li­ar­den Jah­ren bei einer Kol­li­si­on mit einer ande­ren Gala­xie. Sie stellt das übrig geblie­be­ne Zen­trum die­ser Gala­xie dar. Die Zwerg­ga­la­xie besitzt einen Durch­mes­ser von nur 300 Licht­jah­ren und ent­hält rund 140 Mil­lio­nen Son­nen. Bemer­kens­wer­ter­wei­se befin­det sich etwa die Hälf­te ihrer Mas­se in einem Radi­us von nur etwa 80 Licht­jah­ren. M60-UCD1 gilt daher als die kleins­te und mas­se­ärms­te Gala­xie mit einem bestä­tig­ten zen­tra­len Schwar­zen Loch. Sie ist mög­li­cher­wei­se die dich­tes­te bekann­te Gala­xie mit einer außer­ge­wöhn­lich hohen Ster­nen­dich­te von mehr als hun­dert Ster­nen pro Kubiklicht­jahr im loka­len Uni­ver­sum. Die Stern­dich­te ist damit etwa 15.000 Mal höher als in der Son­nen­um­ge­bung. Das bedeu­tet, dass die Ster­ne etwa 25 Mal näher bei­ein­an­der lie­gen. Wäh­rend der Kol­li­si­on mit M 60 wur­den auf­grund der gra­vi­ta­ti­ven Kräf­te vie­le Ster­ne und Dunk­le Mate­rie aus der Haupt­ga­la­xie her­aus­ge­ris­sen. Ver­mut­lich wird die Zwerg­ga­la­xie in fer­ner Zukunft kom­plett mit M 60 verschmelzen.

Auch im Zen­trum von Mes­sier 60 ver­mu­tet man ein super­mas­se­rei­ches Schwar­zes Loch mit einer Mas­se von etwa 3,4 bis 4,5 Mil­li­ar­den Son­nen­mas­sen. Es ist der­zeit inak­tiv und zählt zu den größ­ten bekann­ten Schwar­zen Löchern im loka­len Uni­ver­sum. Sei­ne Mas­se ent­spricht etwa dem 1.000-fachen der Mas­se des Schwar­zen Lochs im Zen­trum unse­rer Milch­stra­ße. Die Rönt­gen­strah­lung der Gala­xie zeigt einen Hohl­raum, der durch Jets ent­stan­den ist, wel­che das Schwar­ze Loch in frü­he­ren akti­ven Pha­sen aus­ge­sto­ßen hat. Die Bewe­gung von M 60 durch das Inter­clus­ter-Medi­um des Vir­go­hau­fens führt zu einem Ram-Pres­su­re-Strip­ping von Gas aus dem äuße­ren Halo der Gala­xie. Am 28. Janu­ar 2004 wur­de in M 60 eine Super­no­va vom Typ Ia ent­deckt. Bei ihrer Ent­de­ckung wies sie nur eine Hel­lig­keit von 18,8 Grö­ßen­klas­sen auf und war bereits am Abklin­gen. Sie war ver­mut­lich etwa ein hal­bes Jahr zuvor auf­ge­leuch­tet. Sie blieb jedoch unbe­merkt, da sich M 60 zu die­sem Zeit­punkt nahe ihrer Kon­junk­ti­on mit der Son­ne befand.

Beobachtung

Mes­sier 60 ist unter einem dunk­len Land­him­mel bereits in einem 10×50-Fernglas rela­tiv deut­lich als klei­ner, ver­schwom­me­ner Licht­fleck zu erken­nen. Mit einem 3 bis 4‑Zoll Refrak­tor und mitt­le­ren Ver­grö­ße­run­gen von 60-fach erscheint die Gala­xie als unschar­fer, ova­ler Licht­fleck mit einem etwas hel­le­ren Zen­trum. Unter guten Sicht­be­din­gun­gen ist mit einer Öff­nung von 5‑Zoll und einer höhe­ren Ver­grö­ße­rung auch ihr Beglei­ter NGC 4647 mit indi­rek­tem Sehen nach­weis­bar. Er erscheint als nord­west­li­che Aus­buch­tung des Halos. Mit 6 bis 8‑Zoll Öff­nung und 70 bis 100-facher Ver­grö­ße­rung erscheint M 60 etwas hel­ler und aus­ge­dehn­ter. Der Kern erscheint stern­ar­tig und sehr hell, der Kern­be­reich eher dif­fus. Die Hel­lig­keit der Koma nimmt nur mäßig zur Mit­te hin zu. Sie bil­det mit zwei schwä­che­ren Ster­nen ein fla­ches, gleich­schenk­li­ges Drei­eck. NGC 4647 erscheint nur als struk­tur­lo­ser, 12 mag hel­ler und nur eine Bogen­mi­nu­te gro­ßer Licht­fleck. Die­ser wird vom äuße­ren Halo von M 60 ab einer Öff­nung von 8‑Zoll etwas überlappt.

Mit Tele­sko­pen ab 10-Zoll Öff­nung besitzt die Begleit­ga­la­xie ein etwas hel­le­res, dif­fu­ses Zen­trum und scheint durch einen dunk­len Strei­fen von M 60 getrennt zu sein. Mit noch grö­ße­ren Tele­sko­pen erschei­nen bei­de Gala­xien recht hell. Die Hel­lig­keit von M 60 nimmt zum Zen­trum hin nur mäßig zu. Auf­fäl­lig ist hier der stern­för­mig erschei­nen­de, schwa­che Kern. Der Kern­be­reich von NGC 4647 ist nahe­zu gleich­för­mig hell und wird von einem eben­so gleich­för­mi­gen, leicht fle­cki­gen Halo umge­ben. Nur 25 Bogen­mi­nu­ten nord­west­lich von M 60 befin­det sich die ellip­ti­sche Gala­xie M 59 mit einer Hel­lig­keit von 9,7 Grö­ßen­klas­sen. Mit mitt­le­ren Ver­grö­ße­run­gen befin­den sich bei­de Mes­sier-Objek­te im sel­ben Gesichts­feld eines Teleskops.

Mes­sier 60 ist ein typi­sches Objekt des Früh­lings­him­mels und des Früh­som­mers und steht nahe der Gren­ze zum Stern­bild Coma Bere­nices. Die Gala­xie ist rela­tiv ein­fach auf­zu­fin­den, denn sie steht ca. 7° west­lich von Rho Vir­gi­nis und 4 ½ Grad west­lich und etwas nörd­lich von Epsi­lon. Aus­ge­hend vom Stern Vin­dem­ia­trix (Epsi­lon Vir, 2,8 mag) zie­hen wir eine Linie in Rich­tung Denebo­la (Beta Leo, 2,1 mag). Unge­fähr 5° west­lich von Epsi­lon Vir steht ein Drei­eck aus Ster­nen der 6. und 7. Grö­ßen­klas­se, das sich um Rho Vir (4,9 mag) grup­piert. Die Gala­xie befin­det sich etwa 1 ½ Grad nörd­lich die­ser Gruppe.

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