Messier 71 – der NGC 6838 Globular Cluster

Willkommen zurück am Messier Montag! Heute setzen wir unsere Hommage an unsere liebe Freundin Tammy Plotner fort, indem wir uns den ungewöhnlichen Kugelsternhaufen Messier 71 ansehen.

Wenn Sie in einer besonders klaren Nacht, in der nicht viele helle Lichter in der Nähe sind, in den Nachthimmel blicken, können Sie möglicherweise eine Reihe schwacher Objekte erkennen. Ähnlich wie die Milchstraße, diese wolkige, gespenstische Bande, die sich über den Nachthimmel erstreckt, sind diese kleinen Taschen aus unscharfem Licht tatsächlich Ansammlungen von Sternen, die Tausende von Lichtjahren entfernt sind.

Ab dem 19. Jahrhundert bemerkten Astronomen diese Objekte, als sie nach Kometen suchten. Im Laufe der Zeit wurde ihnen klar, dass es sich bei dem, was sie betrachteten, tatsächlich um Sternhaufen handelte, die mehrere Lichtjahre breit waren, aber von der Erde aus sehr nahe beieinander lagen.

Mit der Zeit würden viele davon katalogisiert und gemeinsam als Messier-Objekte bezeichnet werden – nach dem französischen Astronomen Charles Messier, der 1771 einen Katalog mit über 100 Objekten zusammenstellte. Seitdem wurden weitere hinzugefügt und Beobachtungen gemacht verfeinerte unser Wissen darüber, was sie sind und was sie ausmacht.

Dies ist sicherlich der Fall, wenn es um Messier Object 71 geht, eine Ansammlung von Sternen, die als Satellit den Kern unserer Galaxie umkreist. Dieses astronomische Objekt wurde 1746 vom Schweizer Astronomen Philippe Loys de Chéseaux entdeckt und hat eine lange Geschichte, in der es Astronomen verwirrte und bei der Klassifizierung zwielichtig war.

Beschreibung:

Messier 71 (alias M71, NGC 6838) ist ein lockerer, aber schöner Kugelsternhaufen in der kleinen Konstellation von Sagitta. Es handelt sich um einen Kugelsternhaufen der Klasse X-XI, was bedeutet, dass seine Oberflächenhelligkeit homogen ist und im Kern keine Zunahme der Sternendichte sichtbar ist. M71 befindet sich in einer Entfernung von etwa 12.000 Lichtjahren von der Erde entfernt und hat einen Durchmesser von etwa 27 Lichtjahren.

Messier 71 ist ungewöhnlich, weil es schwierig zu klassifizieren ist – die Linien zwischen einem kondensierten Sternhaufen oder einer Kugel zu verwischen. Es begann dank der Arbeit des amerikanischen Astronomen Harlow Shapely (1885 – 1972) als dichter galaktischer Cluster. Im Jahr 1943 wagte James Cuffey, dass M71 wahrscheinlich ein loser Kugelsternhaufen war, und begann eine Reihe von Studien durchzuführen, um dies zu bestätigen.

Die Ergebnisse seiner Forschung, die 1943 in einem Artikel mit dem Titel „NGC 5053 und NGC 6838“ zum Ausdruck kamen, waren jedoch leider nicht schlüssig:

„In NGC 6838 sind die Riesensterne rot und werden mit abnehmender Helligkeit blauer. In dieser Hinsicht sowie in der Struktur und dem Reichtum schwacher Sterne weist NGC 6838 eine bemerkenswerte Ähnlichkeit mit einigen der Kugelsternhaufen auf. Die Tendenz der Farbgrößendiagramme in den sehr reichen galaktischen Clustern, den in den Kugelhaufen beobachteten Diagrammen zu ähneln, unterstreicht erneut die schlecht definierten Grenzen zwischen den beiden Objektklassen. “

Kurz gesagt, es gab nicht viele Hinweise, die den Astronomen helfen würden, genau zu verstehen, was M71 ist. Jedenfalls erst 2008, als der brasilianische Astronom Alan Alves-Brito und seine Kollegen eine Studie mit dem Titel „Häufigkeitsschwankungen im Kugelsternhaufen M71 (NGC 6838)“ veröffentlichten. Darin maßen sie die Indizes von Cyanid, Kohlenwasserstoffen, Calcium, Magnesium und Aluminium aus den Spektren von 89 verschiedenen Sternen sowie deren Radialgeschwindigkeiten, Farben, Leuchtkraft, effektive Temperaturen und Gravitäten.

Daraus ermittelten sie das Vorhandensein eines kurzen „horizontalen Zweigs“ – ein Stadium in der Entwicklung der Sterne, das unmittelbar auf die rote Riesenphase eines sonnenähnlichen Sterns folgt, die für einen Kugelsternhaufen charakteristisch ist. Sie stellten auch fest, dass das relativ junge Alter des Clusters (9-10 Milliarden Jahre) die Häufigkeit von Metallen und das Fehlen bestimmter Arten variabler Sterne erklärt.

Daher warum heute. M71 wird als sehr locker konzentrierter Kugelsternhaufen klassifiziert, ähnlich wie M68 in der Hydra-Konstellation

Welche anderen Geheimnisse birgt dieser Cluster innerhalb seines Durchmessers von 27 Lichtjahren? Zum einen enthält es einige Millisekunden-Pulsare! „Wir beobachten den nahe gelegenen Kugelsternhaufen M71 mit niedriger Dichte (NGC 6838) mit dem Chandra-Röntgenobservatorium, um seine schwachen Röntgenpopulationen zu untersuchen. Innerhalb des Radius des Clusterkerns befinden sich fünf Röntgenquellen, darunter der bekannte binäre Millisekunden-Pulsar (MSP) PSR J1953 + 1846A. “ sagte Ronald F. Elsner (et al.).

„Die Röntgenlichtkurve der Quelle, die mit diesem MSP übereinstimmt, zeigt marginale Hinweise auf Periodizität in der binären Periode von 4,2 Stunden. Sein hartes Röntgenspektrum und seine Leuchtkraft ähneln denen anderer verdunkelnder binärer MSPs in 47 Tuc, was auf einen ähnlichen Schockursprung der Röntgenemission hindeutet. Weitere 24 Röntgenquellen befinden sich innerhalb des Halbmassenradius und erreichen eine Grenzhelligkeit von 1,5 × 10 ^ 30 ergs s / 1 (0,3-8 keV). Aus einer radialen Verteilungsanalyse geht hervor, dass 18 ± 6 dieser 29 Quellen etwas mehr als vorhergesagt mit M71 assoziiert sind und dass 11 ± 6 Hintergrundquellen sind, sowohl galaktische als auch extragalaktische. M71 scheint mehr Röntgenquellen im Bereich LX = 10 ^ 30–10 ^ 31 ergs s / 1 zu haben, als durch Extrapolation aus anderen untersuchten Clustern unter Verwendung von Masse oder Kollisionsfrequenz erwartet wird. Wir untersuchen die Spektren und die Variabilität dieser Quellen und beschreiben die Ergebnisse der bodengestützten Suche nach optischen Gegenstücken. “

Optisch gesehen gibt es auch in M71 viel zu entdecken. Fragen Sie einfach das Hubble-Team: „Cluster wie NGC6638 weisen bekanntermaßen eine signifikante und schwer zu modellierende differentielle Rötung auf. Wir haben bewusst eine signifikante Anzahl metallreicher Cluster aufgenommen, eine Probe, die bei bodengestützten Untersuchungen (aufgrund unterschiedlicher Rötungen und / oder Feldsternkontamination) etwas problematisch war “, sagt Ata Sarajedini (et al.).

„Auf diese Weise können wir Positionsinformationen zu Sternen verwenden, die bei Mehrfachbelichtungen gemessen wurden, um die Präzision und Tiefe der Photometrie zu verbessern. Die Kalibrierung auf das Standard-Cousins-VI-System erfolgt über Vergleiche mit bodengestützten Beobachtungen, von denen die meisten bereits vorliegen. Die bodengestützten Daten werden auch viel mehr Sterne liefern, um die helleren Teile der Cluster zu bevölkern. “

Benötigen Sie noch mehr? Dann schau dir das an. „Wir berichten über die Entdeckung einer pulsierenden Komponente vom Typ SX Phoenicis im halbgetrennten binären QU Sge vom Algol-Typ im metallreichen Kugelsternhaufen M71. QU Sge ist nur etwa 80 Zoll vom Zentrum von M71 entfernt und befindet sich in der blauen Straggler-Region im Farbgrößendiagramm von M71. Es wird als wahrscheinliches Mitglied von M71 angesehen, mit einer Mitgliedschaftswahrscheinlichkeit von mehr als 60%, die aus einer Eigenbewegungsstudie in der Literatur abgeleitet wurde. “ sagt Jeon Young-Beom (et al.).

„Aus der Zeitreihen-CCD-Photometrie geht hervor, dass QU Sge eine Umlaufzeit von 3,790818 Tagen und eine primäre Mindesttiefe von 1,333 mag hat. Die Lösung der Finsternislichtkurve zeigt, dass QU Sge eine halbgebundene binäre Konfiguration aufweist, wobei die Sekundärkomponente ihren Roche-Lappen vollständig ausfüllt. Nachdem wir die Finsternisse von der Lichtkurve subtrahiert haben, entdecken wir eine Pulsationsfunktion vom Typ SX Phoenicis. Es wurde gefunden, dass es einen kurzen Zeitraum von ungefähr 0,03 Tagen und eine kleine Amplitude von ungefähr 0,024 mag hat. Dies ist das erste verdunkelnde Binärsystem in einem Kugelsternhaufen, das ein pulsierendes Merkmal aufweist. Dieses Ergebnis stützt das Modell, bei dem der Ursprung einiger blauer Nachzügler in Kugelhaufen der Stoffübergang zwischen zwei Komponenten in den ursprünglichen binären Systemen ist. “

Möchten Sie wissen, was sie sonst noch über Messier 71 erfahren haben? Wie wäre es mit der Tatsache, dass es manchmal seine weißen Zwergsterne rauswirft? Nach der Arbeit von Jeremy Heyl:

„Der Wind eines asymptotischen Riesenaststerns ist so stark, dass er, wenn er leicht asymmetrisch ist, den Stern außerhalb des offenen Clusters seiner Geburt treiben oder seine Flugbahn durch einen Kugelcluster erheblich verändern kann. Wenn diese Sternwinde asymmetrisch sind, würde man daher ein Defizit an weißen Zwergen jeden Alters in offenen Clustern erwarten und dass junge weiße Zwerge weniger radial konzentriert sind als ihre Vorfahren oder ältere weiße Zwerge in Kugelhaufen. Dieser letztere Effekt wurde kürzlich beobachtet. Detaillierte Studien zur radialen Verteilung junger weißer Zwerge in Kugelhaufen könnten daher eine einzigartige Sonde für den Massenverlust am asymptotischen Riesenzweig und während der Bildung von Planetennebeln sowohl als Funktion der Metallizität als auch für einen begrenzten Bereich der Sternmasse liefern. “

Beobachtungsgeschichte:

Die Entdeckung dieser ungewöhnlichsten Ansammlung von Sternen wird Philippe Loys de Cheseaux zugeschrieben. Als er es 1746 beobachtete, sagte er: "Zwei andere, von denen ich die Positionen noch nicht bestimmt habe, eine über den nördlichen Füßen der Zwillinge und die andere über und ganz in der Nähe von Sagitta."

Johann Gottfried Koehler, ein deutscher Astronom, beschrieb es auch als "einen sehr blassen Nebel im Pfeil [Sagitta] bei 1 Grad 50 '[Aqr] [301d 50'] und 39d nördlicher Breite." Seine Beobachtungen waren nicht datiert und es wird daher angenommen, dass sie irgendwann zwischen 1772 und 1779 aufgetreten sind.

Dank gebührt auch Pierre Mechain, einem französischen Astronomen, der maßgeblich zur frühen Erforschung von Objekten und Kometen im tiefen Himmel beigetragen hat. Am 28. Juni 1780 machte er Beobachtungen des Clusters, die später am 4. Oktober 1780 von Charles Messier pflichtbewusst und korrekt protokolliert wurden. Wie er in seinem Katalog aufzeichnete:

71. 19h 43m 57s (295d 59 ′ 06 ″) + 18d 13 ′ 00 ″ – Mechain: (296d 00 ′ 04 ″) + 18d 14 ′ 21 ″ – Nebel, entdeckt von M. Mechain am 28. Juni 1780 zwischen den Sternen Gamma und Delta Sagittae. Am folgenden 4. Oktober suchte M. Messier danach: sein Licht ist sehr schwach und es enthält keinen Stern; das geringste Licht lässt es verschwinden. Es liegt etwa 4 Grad unter dem, was M. Messier in Vulpecula entdeckt hat. Siehe Nr. 27. Er berichtete es auf der Karte des Kometen von 1779. “

Es wurde erstmals 1783 von Sir William Herschel in die richtige Auflösung gebracht, von seiner Schwester Caroline beobachtet und von seinem Sohn John katalogisiert. Es wurde jedoch am besten von Admiral Smyth in seinem beschrieben Ein Zyklus von Himmelsobjekten: für den Einsatz von Marine-, Militär- und privaten Astronomen (1844), wo er feststellte:

„Ein reichhaltiger komprimierter Milchstraßencluster auf dem Pfeilschacht und 10 Grad nördlich – ein Viertel östlich von Altair. Es wurde 1781 von Mechain entdeckt und von Messier als ein Nebel beschrieben, der nicht von Sternen begleitet wird und ein sehr schwaches Licht hat. Piazzi scheint es meridional als Stern der 8. Größe beobachtet zu haben, indem er das Licht einer Lampe darauf einließ, aber sein abgedunkeltes Feld hätte zeigen müssen, dass es neben anderen größeren Begleitern von vier Teleskopsternen flankiert wird. “

Messier finden 71:

Diese Masse von Sternen ist ziemlich leicht zu lokalisieren, vorausgesetzt, Sie finden die Pfeilform von Sagitta am Nachthimmel. Suchen Sie dann anhand einer Sternenkarte (wie der folgenden) nach dem Stern der 6. Größe etwa auf halber Strecke zwischen Gamma und Delta Sagittae.

Durch ein durchschnittliches Fernglas erscheint es als ein ziemlich großer, unscharfer Fleck, der fast zur Auflösung zu kommen scheint. Mit einem kleinen Teleskop werden einzelne Sterne erkennbar. Größere Teleskope können und werden diesen ungewöhnlichen Kugelsternhaufen vollständig auflösen. M71 ist ein gutes Ziel für den städtischen Himmel und eignet sich auch unter teilweise mondhellen Bedingungen.

In diesen 27 Lichtjahren stecken genug Geheimnisse und astronomische Phänomene, um einen Amateurastronomen jahrelang zu beschäftigen! Und wenn man bedenkt, dass es relativ leicht zu erkennen ist und mit minimaler Ausrüstung, ist es in der Tat ein beliebter Stargazing!

Genießen Sie Ihre eigenen Beobachtungen dieses höchst ungewöhnlichen „Sternhaufens“!

Und hier sind die kurzen Fakten, die Ihnen den Einstieg erleichtern:

Objektname: Messier 71
Alternative Bezeichnungen: M71
Objekttyp: Globularer Cluster der Klasse X-XI
Konstellation: Schütze
Richtiger Aufstieg: 19: 53,5 (h: m)
Deklination: + 18 ° 46,5 (Grad: m)
Entfernung: 13 (kly)
Visuelle Helligkeit: 6,1 (mag)
Scheinbare Dimension: 7,2 (Bogen min)

Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über Messier-Objekte und Kugelsternhaufen geschrieben. Hier ist Tammy Plotners Einführung in die Messier-Objekte, M1 – Der Krebsnebel, Beobachtung des Scheinwerfers – Was auch immer mit Messier 71 passiert ist? Und David Dickisons Artikel zu den Messier-Marathons 2013 und 2014.

Schauen Sie sich unbedingt unseren vollständigen Messier-Katalog an. Weitere Informationen finden Sie in der SEDS Messier-Datenbank.

Quellen:

  • NASA – Messier 71
  • Hubble – Messier 71: ein ungewöhnlicher Kugelsternhaufen
  • Messier Objekte – Messier 71
  • SEDS – Messier 71
  • Wikipedia – Messier 71
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