Objekte des Monats: Der offene Sternhaufen Messier 21

Der offe­ne Stern­hau­fen Mes­sier 21 (NGC 6531), im süd­li­chen Stern­bild Schüt­ze (Sagit­ta­ri­us), wur­de am 5. Juni 1764 von dem fran­zö­si­schen Astro­no­men Charles Mes­sier bei sei­ner Suche nach Kome­ten zusam­men mit dem Tri­fid­ne­bel (Mes­sier 20) ent­deckt und kata­lo­gi­siert. Mes­sier beschrieb ihn schlicht als „Stern­hau­fen in der Nähe des vor­her­ge­hen­den M 20”. Er gab die Posi­ti­on des Stern­hau­fens mit 11 Sagit­ta­rii an, obwohl sich die­ser Stern in Wahr­heit 2° wei­ter süd­öst­lich von M 21 befin­det. Außer­dem glaub­te er, Anzei­chen von Nebel im Stern­hau­fen zu erken­nen. Der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Fried­rich Wil­helm Her­schel beob­ach­te­te den Stern­hau­fen am 26. Mai 1786. Sein Sohn John Her­schel trug ihn unter der Bezeich­nung GC 4367 in sei­nen Kata­log ein. Weni­ger bekannt, vor allem außer­halb des angel­säch­si­schen Sprach­raums, ist die Bezeich­nung von Mes­sier 21 zusam­men mit Mes­sier 20: „Webbs Kreuz” (Webb’s Cross).

Ein junger Sternhaufen in prominenter Umgebung

Mes­sier 21 ist eines der vie­len inter­es­san­ten Deep-Sky-Objek­te im Stern­bild Schüt­ze. Sie alle lie­gen in der galak­ti­schen Ebe­ne, in der Stern­hau­fen, Nebel, Stern­ent­ste­hungs­ge­bie­te und ande­re Mes­sier-Objek­te am häu­figs­ten vor­kom­men. M 21 ist ein jun­ger, kom­pak­ter offe­ner Stern­hau­fen mit einem schein­ba­ren Durch­mes­ser von 13 Bogen­mi­nu­ten – halb so groß wie der Voll­mond – und einer schein­ba­ren Hel­lig­keit von 5,9 mag. Er gehört zur Trump­ler-Klas­se I3r. Das bedeu­tet, dass es sich um einen getrenn­ten Stern­hau­fen mit star­ker zen­tra­ler Kon­zen­tra­ti­on han­delt, der sowohl hel­le als auch licht­schwa­che Ster­ne ent­hält und von sei­ner Mit­glie­der­an­zahl mehr als 100 Ster­ne umfasst. Er kann unter sehr guten Bedin­gun­gen sogar mit dem blo­ßen Auge gese­hen wer­den. In sei­ner unmit­tel­ba­ren Nähe befin­den sich der Lagu­n­en­ne­bel (Mes­sier 8) und der Tri­fid­ne­bel (Mes­sier 20).

Auf lang­be­lich­te­ten Auf­nah­men der Regi­on wer­den die­se Objek­te oft zusam­men mit dem Stern­hau­fen abge­bil­det. Aus die­sem Grund wird M 21 von visu­el­len Beob­ach­tern oft über­se­hen, obwohl er sich bereits mit einem klei­nen Fern­glas auf­fin­den lässt. Obwohl sich der Tri­fid­ne­bel nur ¾ Grad nord­öst­lich von M 21 befin­det, besteht kei­ne ech­te phy­si­ka­li­sche Ver­bin­dung zwi­schen bei­den Objek­ten. M 21 steht je nach Quel­le zwi­schen 2.200 und 4.250 Licht­jah­ren von der Erde ent­fernt und somit wei­ter im Vor­der­grund. Neue­re Mes­sun­gen des Astro­me­trie-Satel­li­ten Gaia ver­or­ten den Stern­hau­fen in einer Ent­fer­nung von 3.930 Licht­jah­ren. Sein Durch­mes­ser beträgt gut 17 Licht­jah­re. Sein Licht wird durch die inter­stel­la­re Absorp­ti­on um 0,87 Magni­tu­den abge­schwächt. Mes­sier 21 ist zusam­men mit dem Lagu­nen- und dem Tri­fid­ne­bel ein Teil der Sagit­ta­ri­us OB1-Asso­zia­ti­on im Sagit­ta­ri­us-Cari­na-Spi­ral­arm unse­rer Milch­stra­ße. Dabei han­delt es sich um eine Grup­pe mas­se­rei­cher Ster­ne der Spek­tral­klas­sen O und B mit einer gemein­sa­men Bewe­gung, einem gemein­sa­men Alter und einem gemein­sa­men Ursprung.

Mit einem Alter von 6,6 Mil­lio­nen Jah­ren ist der Stern­hau­fen deut­lich älter als der Tri­fid­ne­bel, zählt aber zu den jüngs­ten Stern­hau­fen in unse­rer Milch­stra­ße. Er ist gera­de ein­mal 10 % so alt wie die Ple­ja­den (Mes­sier 45), der Pro­to­typ eines jun­gen offe­nen Stern­hau­fens, und nur 0,1 % so alt wie unse­re Son­ne. Er ent­hält eini­ge hei­ße, mas­se­rei­che blaue Rie­sen­ster­ne vom Spek­tral­typ B0. Die­se jun­gen, hei­ßen Ster­ne wer­den sich schließ­lich zu Roten Rie­sen und Super­no­vae ent­wi­ckeln und das umge­ben­de inter­stel­la­re Medi­um mit schwe­ren Ele­men­ten anrei­chern. Die Ster­ne im Hau­fen wei­sen kei­ne signi­fi­kan­te Alters­streu­ung auf. Dies deu­tet dar­auf hin, dass die Stern­ent­ste­hung gleich­zei­tig aus­ge­löst wur­de. Außer­dem ent­hält er 40 bis 60 Ster­ne gerin­ge­rer Mas­se. Vie­le die­ser Ster­ne haben noch nicht ein­mal die Haupt­rei­he im Hertzsprung-Rus­sell-Dia­gramm erreicht und befin­den sich noch in der Kontraktionsphase.

In der astro­no­mi­schen Lite­ra­tur wird die Gesamt­zahl sei­ner Ster­ne mit 57 ange­ge­ben. Etwa 35 Ster­ne sind zwi­schen 8 und 12 Grö­ßen­klas­sen hell. Vie­le die­ser Ster­ne sind bereits mit einem klei­nen Tele­skop zu erken­nen. Der hells­te Stern ist HD 164863 der Spek­tral­klas­se B0 mit einer schein­ba­ren Hel­lig­keit von 7,3 mag. Ins­ge­samt ent­hält er 105 nach­ge­wie­se­ne Mit­glie­der bis zu einer Hel­lig­keit von 15,5 mag. Acht der zehn hells­ten Ster­ne die­ses Stern­hau­fens sind spek­tro­sko­pi­sche Dop­pel­ster­ne mit Umlauf­zei­ten von weni­ger als sechs Tagen. Die licht­schwä­che­ren Mit­glieds­ster­ne kon­zen­trie­ren sich eher an den Rän­dern, wäh­rend sich die hel­le­ren Ster­ne des Hau­fens über­wie­gend im Zen­tral­be­reich zu fin­den sind. Die durch­schnitt­li­che Ster­nen­dich­te in sei­nem Zen­trum beträgt etwa neun Ster­ne pro Kubik­par­sec. Die Gesamt­mas­se des Stern­hau­fens wird auf 783,4 Son­nen­mas­sen bei einer Gesamt­leucht­kraft von rund 20.000 Son­nen geschätzt. 

Mes­sier 21 ist eines der weni­gen Objek­te im Mes­sier-Kata­log, das noch nicht vom Hub­ble-Welt­raum­te­le­skop foto­gra­fiert wur­de. Fer­ner gehört er zu den etwa 1.500 bekann­ten offe­nen Stern­hau­fen in unse­rer Gala­xie, die noch nicht sehr gut erforscht sind.

Beobachtung

Der Stern­hau­fen gelangt in Mit­tel­eu­ro­pa nicht sehr hoch über den Süd­ho­ri­zont. Sein Licht muss die dich­te­ren Atmo­sphä­ren­schich­ten in Hori­zont­nä­he durch­que­ren. Von Nami­bia aus gese­hen, steht er dage­gen im Zenit. Sei­ne Ster­ne ver­schmel­zen für das blo­ße Auge mit denen des in den Tri­fid­ne­bel ein­ge­bet­te­ten Stern­hau­fens zu „Webb’s Kreuz“, einem hüb­schen Ster­nen­feld mit etwa einem Dut­zend Ster­nen der 6. und 7. Grö­ße. Es erscheint wie ein Nebel und kann im Fern­glas auf­ge­löst wer­den. Mit einem 10×50 Fern­glas erscheint M 21 wie ein dich­ter Kno­ten in einem rei­chen Ster­nen­feld vor dem duns­ti­gen Schlei­er nicht auf­ge­lös­ter Milch­stra­ßen­ster­ne. Beim indi­rek­ten Sehen macht sich bereits ein Hauch von Ster­nen­licht bemerk­bar. In einem 16×70 Fuji­non-Feld­ste­cher sind bereits ein Dut­zend Mit­glieds­ster­ne vor einem nebu­lö­sen Hin­ter­grund aufgelöst.

Mit einem klei­nen Refrak­tor mit 3 bis 4‑Zoll Öff­nung ist bei einer Ver­grö­ße­rung von 30 bis 40-fach ein kom­pak­ter Stern­hau­fen mit rund zwei Dut­zend zar­ten, weiß­blau­en Ster­nen der 7. bis 9. Grö­ßen­klas­se zu erken­nen. Des­sen Mit­glie­der kon­zen­trie­ren sich rela­tiv stark zur Mit­te hin. Der Tri­fid­ne­bel steht bei nied­ri­gen Ver­grö­ße­run­gen eben­falls im sel­ben Gesichts­feld. Im Zen­tral­be­reich domi­niert eine Drei­er­grup­pe von hel­len Ster­nen den Hau­fen. Von dort lau­fen Ket­ten schwä­che­rer Ster­ne nach außen hin. Der hells­te Stern des Hau­fens ist der hüb­sche Dop­pel­stern S 698 mit einer 7,2 und einer 8,5 mag hel­len Kom­po­nen­te in einem Abstand von 30 Bogen­se­kun­den. Tele­sko­pe mit 6 bis 8‑Zoll Öff­nung und mitt­le­ren Ver­grö­ße­run­gen zei­gen den Stern­hau­fen voll­stän­dig auf­ge­löst. Mes­sier 21 füllt nun das gesam­te Sicht­feld aus. Es sind rund 50 bis 60 Mit­glieds­ster­ne bis zur 12. Grö­ßen­klas­se erkenn­bar. Die höchs­te Kon­zen­tra­ti­on befin­det sich direkt um den hel­len Stern her­um. Nörd­lich davon befin­det sich ein klei­ner Kreis von Ster­nen. Die hel­le­ren Ster­ne des Stern­hau­fens bil­den eine Art Ring bzw. Spi­ral­mus­ter. Süd­west­lich des Hau­fen­zen­trums kön­nen zwei Ket­ten aus mit­tel­hel­len Ster­nen rund ein hal­bes Grad in Rich­tung des Tri­fid­ne­bels ver­folgt werden.

Mes­sier 21 befin­det sich im nord­öst­li­chen Teil des Stern­bilds Sagit­ta­ri­us. Er ist am bes­ten in den Som­mer­mo­na­ten zu beob­ach­ten, wenn das Stern­bild bei uns nied­rig im Süden steht. Der Stern­hau­fen ist rela­tiv ein­fach zu fin­den, wenn man vom Tee­kan­nen-Aste­ris­mus des Schüt­zen aus­geht. Die drei obers­ten Ster­ne der Tee­kan­ne sind Kaus Borea­lis (Lamb­da Sgr, 2,8 mag), Kaus Media (Del­ta Sgr, 2,7 mag) und The­ta Sagit­ta­rii (3,2 mag). Mes­sier 21 befin­det sich auf der ein­ein­halb Mal ver­län­ger­ten Ver­bin­dungs­li­nie zwi­schen The­ta Sagit­ta­rii und Kaus Borea­lis. Er ist bereits in einem Sucher­te­le­skop und nur zwei­ein­halb Grad nord­west­lich des Lagu­n­en­ne­bels zu erkennen.

Steckbrief für Messier 21