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Messier 13, Herkuleshaufen
Objektbeschreibung
Der Kugelsternhaufen Messier 13 ist einer der schönsten des nördlichen Sternenhimmels. Er wurde erstmals 1715 von Edmund Halley erwähnt, als dieser ihn das vorhergehende Jahr entdeckte. Charles Messier verzeichnete ihn 1764 als 13. kometenähnliches Objekt und beschrieb den Kugelsternhaufen als runden Nebel ohne Sterne darin.
M 13 enthält mehr als 30'000 Sterne heller als 21. Grössenklasse. Viele können gar nicht gezählt werden, da sie im Zentrum zu nahe beieinander stehen und so auf Aufnahmen als eine einzige glühenden Masse erscheinen (siehe Abb. 8). Die Gesamtzahl der Sterne kann aber nicht mehr als eine Million sein. M 13 leuchtet über 300'000-mal heller als die Sonne und die Masse ist möglicherweise etwa eine halbe Million Sonnenmassen. Die hellsten Mitglieder dieses Haufens sind rote Riesen der 11. Grössenklasse. Jeder dieser Sterne ist etwa 2000-mal heller als die Sonne. Zum Vergleich: Die Sonne in derselben Entfernung wie M 13 erschiene uns gerade mal 19 mag hell. Die integrierte visuelle Helligkeit der Sternengruppe beträgt +5.7 mag, die absolute etwa -8.7 mag.
Der integrierte Spektraltyp des Herkules-Kugelsternhaufens ist etwa F5. Mit Ausnahme eines Sterns des Typs B2, dessen Zugehörigkeit zu M 13 noch unsicher ist, sind keine blauen Riesen in diesem System bekannt. Haufen wie diese werden als reine Population II Systeme klassifiziert. Einige kleine Fetzen von Dunkelnebeln scheinen anwesend zu sein, doch es ist noch nicht sicher, ob diese, wenn real, überhaupt zum Haufen gehören. Sie erscheinen als kleine, unregelmässige, dunkle Flecken und Streifen im Kernbereich von M 13 (Abb. 2). Drei von diesen Streifen treffen sich an der Südostseite des Zentralkerns und bilden eine Y-förmige Figur, welche zuerst von Lord Rosse bemerkt wurde. Ebenfalls interessant ist ein grosses X aus zwei Sternketten im Zentralbereich von M 13 (Abb. 3).
In M 13 wurden nur wenige veränderliche Sterne entdeckt. Andere Kugelsternhaufen weisen hunderte von diesen auf. Der Grund für diesen Unterschied ist noch nicht eindeutig bestimmt. Vier Variable des RR-Lyrae Typs mit der scheinbaren Helligkeit von 14.6 mag, drei Cepheiden mit einer längeren Periode und ein paar langperiodische, pulsierende rote Sterne des Mira-Typs wurden in M 13 identifiziert.
Die Entfernung von M 13 wird mit Werten von 21'000 bis 32'000 Lichtjahren angegeben. Spektroskopische Untersuchungen ergaben, dass sich der Kugelsternhaufen mit etwa 240 km/s dem Sonnensystem nähert. Diese Geschwindigkeit ist zusammengesetzt aus mindestens drei verschiedenen Bewegungen: die Rotation der Galaxis, die Bewegung der Sonne durch den Raum und die Bewegung des Haufen selbst um das Zentrum der Milchstrasse. Zur Zeit ist M 13 etwa gleich weit vom galaktischen Zentrum entfernt wie wir, etwa 30'000 Lichtjahre. Die Periode einer galaktischen Umkreisung beträgt etwa 200 Millionen Jahre.
Der Durchmesser des Herkules-Kugelsternhaufens beträgt etwa 160 Lichtjahre. Die genaue Form ist etwas unsicher, da der Kugelsternhaufen keinen genau definierten Rand aufweist, sondern die Sterndichte nach aussen hin ständig abnimmt. Die meisten Sternen konzentrieren sich im Kern, der weniger als 100 Lichtjahre Durchmesser besitzt, doch einige der äussersten Wanderer breiten sich in einem Bereich von etwa 200 Lichtjahren aus. Die wahre Dichte eines solchen Haufens ist eine sehr interessante Frage. Fotografien vermitteln den Eindruck, als ob die Sterne im Zentrum so dicht gepackt seinen, dass sich ihre Oberflächen zu berühren scheinen. Doch dies ist eine Illusion durch die grosse Entfernung des Haufens und die unzähligen darin enthaltenen Sterne. Die Zentralregion deckt einen Bereich von etwa 100 Lichtjahren ab, umfasst grob etwa eine Million Kubiklichtjahre Volumen. Angenommen eine Million Sterne befände sich in der Zentralregion, dann käme etwa ein Stern pro Kubiklichtjahr. Im Zentrum selbst kann die Dichte ein paarmal grösser sein, doch in keinem Fall gäbe es dort ein Gedränge. [4, 104]
Anlässlich der Einweihung des neu überarbeiteten und verbesserten 305 m Arecibo-Radioteleskops auf Puerto Rico wurde 1974 die in Abb. 5 gezeigte Nachricht aus 23x73=1679 Binärzeichen in Richtung des Kugelsternhaufens M 13 gesandt, Trägerfrequenz 2.38 GHz, bzw. 12.6 cm Wellenlänge. Die Übertragung lediglich drei Minuten bei etwa 20 Billionen Watt EIRP effektive Sendeleistung, was auf dieser Frequenz heller als die Sonne ist. Die Nachricht wurde von Frank Drake und Carl Sagan zusammengestellt und enthält folgende Informationen an potentielle ausserirdiche Zivilisationen in M 13: Dualzahlen 1-10 (weiss); Atomzahlen von Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Phosphor (violett); Chemische Formeln für Zucker und Basen der Nukleotide der DNA (grün); Zahl der Nukleotide in der menschlichen DNA (weiss); Doppel-Helix der DNA (blau); Bevölkerungszahl der Erde (weiss); der Mensch (rot); Grösse des Menschen (blau/weiss); Sonnensystem mit der Erde zum Menschen hin versetzt (gelb); Arecibo-Teleskop (violett); Durchmesser des Teleskops. Ob in etwa 24'000 Jahren, wenn die Nachricht bei M 13 ankommt, gerade ein ausserirdischer Astronom während dieser drei Minuten sein Radioteleskop auf die Erde gerichtet hat und somit die Nachricht empfangen kann, bleibt fraglich.[28]
|Name||NGC 6205|
|Typ||Gb|
|RA / Dec (B2000.0)||16h 41.7m / +36° 28'|
|Sternbild||Her|
|Durchmesser||16.6 '|
|vMag||5.9|
|Beschreibung||!! glob. cl. , eB, vRi, vgeCM, st 11...; = M13|
Galaxien NGC 6207 und IC 4617
Aus unserer Perspektive unweit vom Kugelsternhaufen M 13 entfernt befindet sich die Galaxie NGC 6207, welche auf Abb. 8 oben links gut zu erkennen ist. Sie misst 180" x 66" und besitzt eine integrierte Helligkeit von 11.6 Magnituden. Die Oberflächenhelligkeit beträgt 12.8 mag. Uns erscheint die Galaxie eher elliptisch, doch es ist in Wahrheit eine Spiralgalaxie, welche wir unter einem Winkel von 68 Grad sehen. NGC 6207 entfernt sich von der Lokalen Gruppe mit einer Radialgeschwindigkeit von 990 km/s, was bei einer Hubble-Konstanten von 75 km/s/Mpc einer Entfernung von 43 Mio. Lichtjahren gleichkommt. Die Galaxie scheint einen sehr hellen Kern zu besitzen, angeblich soll es sich dabei jedoch um einen Vordergrundstern handeln. [134]
Bei IC 4617 handelt es sich um eine kleine, schwache Galaxie, welche oft übersehen wurde. In Dreyers zweitem Index Catalogue ist sie zwar aufgeführt, aber ohne Daten, nur mit der Beschreibung "klein, Längsausrichtung nach PA 29° helleres Zentrum"; im Principal Galaxies Catalogue fehlt sie aber ganz, lediglich im Hubble Guide Star Catalogue ist sie als ein nichtstellares Objekt von 14 mag aufgeführt. [134]
|Name||Typ||RA [hm]||Dec [dm]||Const||⌀ [']||vMag||Beschreibung|
|IC 4617||Gx||16 42.1||+36 41||Her||S, E 29deg , bM|
|NGC 6207||Gx||16 43.1||+36 50||Her||3.0||11.6||pB, pL, E 45deg +/- , vgmbM|
Wie findet man den Herkules-Kugelsternhaufen?
Der Kugelsternhaufen M 13 ist ganz leicht zu finden. Wie die Abbildung zeigt, muss das Teleskop an der westlichen Seite des Herkules-Trapezes, auf der Linie von eta zu ζ Herculis, etwa ein Drittel der Distanz näher beim Stern η Herculis, ausgerichtet werden. Der Kugelsternhaufen ist auch schon im Sucherfernrohr gut sichtbar.
27 Bogenminuten nordwestlich von M 13 liegt die Galaxie NGC 6207, die bei kleinen Vergrösserungen schon im gleichen Gesichtsfeld wie M 13 erscheint. Auf halber Strecke zwischen M 13 und NGC 6207 befindet sich die kleine, schwache Galaxie IC 4617. Sie liegt westlich von einem kleinen, markanten Parallelogramm aus vier 14 mag Sternen.
Visuelle Beobachtung
Blosses Auge: In den seltenen, klaren und dunklen Nächten, abseits des lichtverseuchten Schweizer Mittellandes, ist der Kugelsternhaufen M 13 auch gut von blossem Auge sichtbar; dazu muss dieses aber schon voll dunkeladaptiert sein. Schaut man etwas an der Position von M 13 vorbei, was als "indirektes Sehen" bezeichnet wird, so gibt sich der Kugelsternhaufen als kleines, schwaches, diffuses Fleckchen zu erkennen. Einzelsterne sind natürlich noch nicht erkennbar.
Feldstecher bis mittleres Teleskop: In einem Feldstecher mittlerer Grösse erscheint der Kugelsternhaufen leicht granuliert und ist teilweise an den Randbereichen auflösbar. Ein kleineres Teleskop vermag den Kugelsternhaufen bereits voll aufzulösen. Überwältigend wird der Anblick in mittelgrossen Teleskopen bei hoher Auflösung. Man hat das Gefühl vollständig in die tausendenden von Sternen einzutauchen. Ja es entsteht fast ein dreidimensionaler Effekt mit den hellen Sternen im Vordergrund und immer schwächer werdenden im Hintergrund. [192]