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Die Galaxiengruppe des Stephans Quintett

Eine Gruppe von fünf Galaxien steht im Sternbild Pegasus eng zusammen. Sie gehören nur auf den ersten Blick auch wirklich zusammen. Ein genaues Hinschauen ist erforderlich. - Mit Aufnahmen von Schülern des Friedrich-König-Gymnasiums in Würzburg ist uns wieder ein Astrofoto der Woche gelungen...

Peter Riepe schreibt auf der betreffenden Seite des Astrofoto der Woche von astronomie.de: "Eine vorzügliche Präsentation ist den Bildautoren da gelungen, sowohl in der Bildgewinnung als auch in der Bildbearbeitung. Dazu die Gratulation des gesamten AdW-Teams." Sehr ausführlich erläutert dann die physikalischen Hintergründe. Einiges davon möchte ich hier zitieren:

"Rund 30 Bogenminuten südwestlich der großen Spiralgalaxie NGC 7331 im Pegasus befindet sich die enge Galaxiengruppe namens Stephans Quintett (engl.: Stephan´s Quintet). Entdeckt wurde diese Galaxiengruppe 1877 durch den französischen Astronomen Édouard Jean-Marie Stephan. Er war Direktor der Sternwarte in Marseille. Das heutige AdW zeigt diese Galaxiengruppe mit Norden oben und Osten links, Bildmaßstab: 0,541 arcsec/px, Bildfeld: 31,3' x 23,5'. Sehr schön ist die Entstehungsgeschichte dieses Bildes: Schüler der naturwissenschaftlichen Schwerpunktklassen des Würzburger Friedrich-Koenig-Gymnasiums um Christian Lorey haben im August 2018 mehrere Nächte Stephans Quintett aufgenommen (ab jetzt SQ genannt).

Die Aufnahme datiert vom 11., 12., 15. und 16.8.2018. Aufnahmeort war Hettstadt. Das Teleskop war schon recht groß: ein Astrograph der Firma Planwave mit 500 mm Öffnung und 3450 mm Brennweite. Als Kamera wurde eine G4-16000 eingesetzt. Belichtungszeit 348 min für L und je 120 min für R, B und V. Durch diese wissenschaftlichen Filter wurde allerdings der Abgleich der Farbbalance im Summenbild erschwert.

Und jetzt zum Objekt. SQ ist der Prototyp einer kompakten Galaxiengruppe und trägt auch die Bezeichnung HCG 92, das ist die Nr. 92 aus Hickson´s Compact Groups, siehe: Hickson, Paul, Systematic properties of compact groups of galaxies; Astrophys. Journal 255, 382-391 (4/1982). Kompakte Galaxiengruppen sind für den Astronomen besonders interessant, denn hier tut sich ein riesiges Betätigungsfeld auf. Man kann die Dynamik der Gruppenmitglieder erforschen und den  Gas- und Staubgehalt der Gruppe, was tiefere Einsichten in die Entwicklung von Galaxiengruppen ermöglicht. In der Regel sind starke Wechselwirkungen zwischen den Mitgliedsgalaxien zu beobachten (Gezeitenschweife und Sternströme). In SQ sind folgende Galaxien beteiligt, mit Angabe von Galaxientyp, Radialgeschwindigkeit.

NGC 7317            E4           6599    
NGC 7318A          E             6630   
NGC 7318B         SB           5774     
NGC 7319            SB          6755     
NGC 7320           SAc         786      
NGC 7320C         SAB        5959    
LEDA 141041      -              6058   (Galaxie links außen)

Die Werte für die Radialgeschwindigkeit sind Mittelwerte aus der NASA Extragalactic Database und der Datenbank Simbad. Mit dem Mittelwert aller Gruppenmitglieder lässt sich über die Hubble-Konstante eine Entfernung von etwa 280 Millionen Lichtjahren abschätzen. Zwei Objekte fallen auf: Erstens NGC 7320. Um diese Galaxie gab es schon etliches Gerangel. Gehört sie zu SQ oder steht sie nur in der Sichtlinie? Schauen wir das AdW genauer an: Der nach Osten und dann nach Norden gerichtete schwache Gezeitenschweif wäre ein Indiz für eine Wechselwirkung und damit für eine Gruppenmitgliedschaft. Die blaue Färbung von NGC 7320 wiederum (im Gegensatz zum Gelb der anderen SQ-Galaxien) und die wesentlich kleinere Radialgeschwindigkeit als der Gruppendurchschnitt sind ein ziemlich deutlicher Hinweis auf eine Nichtmitgliedschaft. Und daher wird auch in der astronomischen Forschung NGC 7320 als Vordergrundobjekt interpretiert. Zählt man in der Tabelle, so bleiben sechs Galaxien mit einer ähnlich hohen Radialgeschwindigkeit, wobei die Streuung der Einzelwerte im üblichen Bereich liegt. Als zweites auffälliges Objekt ist LEDA 141041 zu nennen. Sie liegt ein wenig entfernt vom Haufenzentrum.

Schauen wir uns das AdW noch genauer an. In den Spiral- und Gezeitenarmen stecken viele diffuse kleinste Fleckchen – Sternentstehungsgebiete mit HII Regionen. So z.B. direkt nördlich und südlich von NGC 7318 A/B, oder in dem helleren, jüngeren Arm (etwa 200 Millionen Jahre alt), der sich südöstlich von NGC 7319 erstreckt. In den Gezeitenschweifen wurden auch neue Zwerggalaxien nachgewiesen, man nennt sie dann (natürlich englisch) "tidal dwarfs" (Gezeitenzwerge). Der alte Gezeitenschweif östlich von NGC 7320 wird auf NGC 7320 C zurückgeführt. Diese Galaxie hat ihn vermutlich vor etwa 500 Millionen Jahren beim Durchgang durch SQ erzeugt. Der lichtschwache Bereich dieses Schweifes, der direkt auf NGC 7320 C zuläuft, enthält keine nachweisbaren HI-Mengen mehr, besteht also nur aus alten Sternen. Sehr schön zeigt das AdW auch eine diffuse Aufhellung, eine echte Gezeitenkonsequenz, als Ausbeulung westlich von NGC 7317 und 7318.

Eine interessante recht neue Untersuchung stammt von P.-A. Duc und Kollegen (et al.): Revisiting Stephan's Quintet with deep optical images; Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 475, L40-L44 (3/2018). Hier wird in einer Weitwinkelaufnahme auch eindeutiger galaktischer Zirrus im Gebiet zwischen NGC 7331 und SQ nachgewiesen. Einige lichtschwache Teile davon sind auch im AdW bei Kontrastverstärkung und Helligkeitsanpassung südöstlich und südwestlich von SQ zu erkennen."

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