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Sternhaufen

Der Kugelsternhaufen M 5

Im Zentrum des Kugelsternhaufens M5 stehen die Sterne so dicht, dass sich ihr Licht zu einem hellen, runden Fleck vereinigt. Der Stern am unteren Bildrand ist 5 Serpentis mit einer scheinbaren Helligkeit von 5 mag.
Der Kugelsternhaufen M 5 liegt nur 22′ nordwestlich des Sterns 5 Serpentis, der mit einer scheinbaren Helligkeit von 5,0 mag noch gut mit bloßen Augen sichtbar ist. Eine interaktive Version dieses Bildes bietet der Aladin Sky Atlas des CDS, Strasbourg Observatory, Frankreich. (Bild: Digitized Sky Survey – STScI/NASA, Colored & Healpixed by CDS​)
Eine mit Koordinaten versehene grafische Karte eines Himmelsausschnitts zeigt weiße Sterne auf hellblauem Hintergrund. Die Fläche, die das zweigeteilte Sternbild Schlange einnimmt, ist dunkelblau hervorgehoben.
Im Kopf der Schlange (Serpens Caput) liegt der Kugelsternhaufen M 5, nur 2° nördlich vom Himmelsäquator. (Bild: Uwe Reichert​)
Der Kugelsternhaufen M5 in der Bildmitte erscheint in der Weitfeldfotografie wie ein Stern. Hellere Sterne in seiner Umgebung sind mit ihren Katalognummern beschriftet.
Mit Hilfe hellerer Sterne in der Umgebung von M 5 lässt sich der Kugelsternhaufen leicht auffinden. Die Ziffern sind die Flamsteed-Bezeichnungen der Sterne, die griechischen Buchstaben die Bayer-Bezeichnungen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das Kürzel Ser für die Sterne in der Schlange weggelassen. Das Kürzel Vir bezeichnet Sterne im Sternbild Jungfrau (Virgo), das Kürzel Lib solche im Sternbild Waage (Libra). (Bild: Uwe Reichert)
Messier 5 in der Schlange, auch unter seiner Katalognummer NGC 5904 bekannt,  ist einer der schönsten Kugelsternhaufen des Nordhimmels und sowohl von seinem Erscheinungsbild als auch von seinen physischen Eigenschaften mit M 13 im Sternbild Herkules vergleichbar. Mit einer scheinbaren visuellen Helligkeit von 5,95 mag ist M 5 nur unwesentlich lichtschwächer als M 13.

Aufsuchen mittels Starhopping

Wir finden den Kugelsternhaufen M 5 im Kopf der Schlange. Wählen wir den 2,6 mag hellen Stern Alpha Serpentis (α Ser) als Ausgangspunkt, suchen wir zunächst den 7,7° in südwestlicher Richtung gelegenen Stern 5 Serpentis auf, der 5,0 mag hell ist. Nur 22 Bogenminuten nordwestlich dieses Sterns liegt M 5.

Erfahrene Beobachter, die sich mit Hilfe der Starhopping-Methode von einem hellen Stern schrittweise über lichtschwächere Sterne zu ihrem Ziel hangeln, nutzen gerne die beiden Sterne 109 Vir (3,7 mag) und 110 Vir (4,4 mag) im östlichen Teil des Sternbilds Jungfrau (Virgo). Verlängert man die gedachte Verbindungslinie zwischen diesen beiden Sternen, deren Länge ziemlich genau 4° beträgt, um das gleiche Stück weiter nach Osten, gelangt man zum Kugelsternhaufen M­ 5. Diese Methode eignet sich insbesondere für parallaktisch montierte Teleskope mit einem kleinen Gesichtsfeld: Da alle drei Objekte ungefähr auf der Deklination +2° liegen, braucht man den Schwenk nur um die Stundenachse der Montierung auszuführen.

Erscheinungsbild und Eigenschaften

Unter einem klaren, dunklen Himmel ist M 5 bereits mit bloßen Augen als sternförmiges Objekt zu erkennen. Mit einem Fernglas erscheint der Kugelsternhaufen als diffuser, runder Fleck. Einzelsterne lassen sich erst mit einem Teleskop erkennen. Der wahrnehmbare Durchmesser des Kugelsternhaufens hängt von der Öffnung des Teleskops ab. In kleineren Teleskopen wird man visuell nur den hellen Kernbereich von 4 bis 5 Bogenminuten Durchmesser erkennen können. Erst auf Fotografien, die mit Teleskopen langer Brennweite gewonnen wurden, sind auch einzelne Sterne im lockeren Außenbereich des Kugelsternhaufens sichtbar.

Gemäß der Angaben in einer an der University of Queensland geführten Datenbank von Kugelsternhaufen konzentriert sich die Hälfte der Gesamtmasse von M 5 auf einen Winkeldurchmesser von 5,2 Bogenminuten, was bei einer Entfernung von 24 500 Lichtjahren einem Raumbereich von 37 Lichtjahren Durchmesser entspricht. In diesem Volumen befindet sich die Masse von rund 200 000 Sonnen.

Wie bei allen Kugelsternhaufen lässt sich auch bei M ­5 keine scharfe äußere Grenze angeben. Auf langbelichteten Aufnahmen ist seine Winkelausdehnung mit etwa 23′ abzuschätzen. Neue Untersuchungen anhand der Daten des Gaia-Katalogs zeigen, dass M 5 auf seiner Bahn um das Zentrum unseres Milchstraßensystems Sterne aus seinen Außenbereichen verliert. Solche Gezeitenschweife sind auch von anderen Kugelsternhaufen bekannt. Im Falle von M 5 wies Carl Grillmair vom California Institute of Technology 70 Sterne nach, die einen vom Kugelsternhaufen ausgehenden 50° langen, nach Westen weisenden Gezeitenschweif bilden.

Als alter Kugelsternhaufen enthält M 5 zahlreiche RR-Lyrae-Sterne. Diese auch als Haufenveränderliche bezeichnete Klasse von Sternen gehören wie die Cepheiden zu den pulsationsveränderlichen Sternen. Sie sind mindestens 10 Milliarden Jahre alt, enthalten kaum Elemente schwerer als Helium in ihren Atmosphären und weisen wie die Cepheiden eine Perioden-Leuchtkraft-Beziehung auf, allerdings mit kürzeren Perioden. RR-Lyrae-Sterne eignen sich aufgrund ihrer Eigenschaften als gute Indikatoren für die Entfernung eines Kugelsternhaufens zur Erde und für die Extinktion des Sternlichts auf seinem langen Weg zur Erde. In M 5 sind rund 100 RR-Lyrae-Sterne bekannt. Der Amateurastronom Bernhard Hubl hat eine Animation aus zwei Aufnahmen erstellt, die den Lichtwechsel der RR-Lyrae-Sterne in M­5 veranschaulicht.

 Name:
 Messier 5
 andere Bezeichnungen:
 M 5, NGC 5904
 Objekttyp:
 Kugelsternhaufen
 Sternbild:
 Schlange
 Position (J2000.0):
 α = 15h 18m 33,2s, δ = +02° 04′ 51,7″
 scheinbare Helligkeit:
 5,95 mag
 Winkeldurchmesser:
 23′
 Entfernung:
 7500 pc = 24 500 Lj
 Masse:
 400 000 Sonnenmassen
 Alter:
 10,6 Milliarden Jahre

 

Der offene Sternhaufen M 16 im Adlernebel

Messier 16 (NGC 6611) im östlichen Teil der Schlange ist ein junger offener Sternhaufen, der in den hellen Emissionsnebel IC 4703 (Adlernebel) eingebettet ist. Dieses Objektpaar befindet sich rund 5700 Lichtjahre von der Erde entfernt in den Randbezirken des Sagittarius-Carina-Spiralarms unseres Milchstraßensystems.

Der mit dem Sternhaufen verbundene Emissionsnebel wird in der Literatur häufig ebenfalls als Messier 16 (M 6) bezeichnet, während die Katalogbezeichnung NGC 6611 für den offenen Sternhaufen reserviert ist und die Bezeichnung IC 4703 für den Emissionsnebel. An dieser Stelle sei der offene Sternhaufen besprochen, der bei der visuellen Beobachtung besonders auffällt, während der Emissionsnebel, der hauptsächlich für die Astrofotografen interessant ist, unter dem Abschnitt Nebel vorgestellt wird.

Aktives Sternentstehungsgebiet

Die in M 16 visuell sichtbaren Sterne gehören zumeist den Spektraltypen O und B an. Diese  massereichen, bläulich-weiß strahlenden Sterne haben Oberflächentemperaturen von 20 000 bis mehr als 30 000 Kelvin. Mit ihrer intensiven UV-Strahlung ionisieren sie das Wasserstoffgas in ihrer Umgebung und regen es zum Leuchten an. Zusätzlich gibt es viele nur im Infraroten nachweisbare Strahlungsquellen, bei denen es sich um junge oder gerade entstehende Sterne handelt, die noch hinter ihrem Kokon aus dichten Gas- und Staubmassen verborgen sind. Diese Objekte befinden sich noch in einem frühen Stadium der Sternentwicklung und haben noch nicht die Phase des Wasserstoffbrennens erreicht.

Der offene Sternhaufen erstreckt sich über eine Ausdehnung von rund 20′ am Himmel. Nur sein zentraler Bereich von etwa 6′ Ausdehnung lässt sich weitgehend ungehindert einsehen. Der Rest ist von Gas- und Staubmassen durchzogen, die einen Teil der Sterne verdecken. Deswegen ist eine Abschätzung der Gesamtmasse des Sternhaufens schwierig. Die in den Untersuchungen veröffentlichten Werte sind in den letzten Jahren beständig gestiegen. Eine aktuelle Studie schätzt die Gesamtmasse des Sternhaufens auf etwa 2600 Sonnenmassen, die sich auf rund 570 Sterne im Hauptreihen- und Vorhauptreihenstadium verteilen.

Die ältesten von ihnen sind knapp sechs Millionen Jahre alt. Seitdem hält die Sternentstehung in dieser Region unvermindert an. Neben dem jungen Sternhaufen im Orionnebel ist M 16 damit ein weiteres Gebiet, in dem sich mit modernen Beobachtungsinstrumenten die Bildung von Sternen direkt beobachten lässt.

 Name:
 Messier 16
 andere Bezeichnungen:
 M 16, NGC 6611
 Objekttyp:
 offener Sternhaufen
 Sternbild:
 Schlange
 Position (J2000.0):
 α = 18h 18m 48s, δ = −13° 49′ 40″
 scheinbare Helligkeit:
 6,0 mag
 Winkeldurchmesser:
 20′
 Entfernung:
 1750 pc = 5700 Lj
 Alter:
 0 − 5,5 Millionen Jahre

 

Der offene Sternhaufen M16 ist in einen rot leuchtenden Emissionsnebel eingebettet. Ein gelber Kreis markiert den ungefähren Rand des Sternhaufens.
Der offene Sternhaufen M 16 in der Schlange ist in einen rötlich leuchtenden Emissionsnebel eingebettet, in dem noch immer neue Sterne entstehen. Der eingezeichnete Kreis mit einem Radius von 10 Bogenminuten markiert die ungefähre Ausdehnung des Sternhaufens. (Bild: Klaus Jäger)
Die offenen Sternhaufen M16 und IC4756 im Sternbild Schlange liegen im Band der Milchstraße.
Wir finden den offenen Sternhaufen M 16 in der südöstlichen Ecke des Sternbilds Schlange in einem Bereich der Milchstraße, der von hellen Sternwolken und vielen Gas- und Dunkelnebeln geprägt ist. (Bild: Uwe Reichert)

Der offene Sternhaufen IC 4756

Im östlichen Teil der Schlange, nahe dem Schwanzende dieses himmlischen Kriechtieres, liegt der offene Sternhaufen IC 4756. Mit einer Winkelausdehnung von 1,5° ist er einer der größten Vertreter dieser Objektklasse am Himmel. Etwa 80 Sterne der Helligkeiten 7 bis 12 mag sind locker über diese Fläche verstreut.

In den Außenbezirken des Milchstraßenbandes gelegen, wirkt IC 4756 mit bloßen Augen betrachtet wie eine lokale Aufhellung in dem schimmernden Band. Ein Fernglas enthüllt zahlreiche Einzelsterne, die zu diesem Leuchten beitragen, und zeigt klar den Haufencharakter dieser Sternansammlung.

 Name:
 IC 4756
 andere Bezeichnungen:
 Melotte 210, Collinder 386
 Objekttyp:
 offener Sternhaufen
 Sternbild:
 Serpens
 Position (J2000.0):
 α = 18h 38m 31s, δ = +05° 29′ 24″
 scheinbare Helligkeit:
 4,6 mag
 Winkeldurchmesser:
 90′
 Entfernung:
 480 pc = 1550 Lj
 Alter:
 800-900 Millionen Jahre

 

Im offenen Sternhaufen IC4756 verteilen sich mehrere Dutzend Sterne locker auf einem Areal von 1,5° Durchmesser.
Im offenen Sternhaufen IC 4756 in der Schlange verteilen sich rund 80 Sterne heller als 14 mag auf einem Areal von 1,5° Durchmesser. Hellster Stern in diesem Sternhaufen ist HD 172365 mit 6,4 mag unten links im Bild. Am oberen Bildrand befindet sich HD 172046 mit einer scheinbaren Helligkeit von 6,6 mag, der unserer Erde näher liegt als der Sternhaufen. Der gezeigte Bildausschnitt umfasst ein Himmelsfeld von 74′ × 50′. Eine interaktive Version dieses Bildes bietet der Aladin Sky Atlas des CDS, Strasbourg Observatory, Frankreich. (Bild: Digitized Sky Survey – STScI/NASA, Colored & Healpixed by CDS​)