Die Venus im Stier

Bild: Fred Espenak, aufgenommen am 1. April 2020 in Arizona, USA

 Wenn aus unserer irdischen Perspektive die Venus der Sonne hinterherläuft, geht sie erst nach der Sonne im Westen unter. Sie erscheint uns dann als Abendstern. Ein sehr helles Objekt, das bereits in der Dämmerung sichtbar wird, aber noch vor der zweiten Nachthälfte untergeht.

Die Venus hatte bereits am 24. März ihren größten Winkelabstand (größte östliche Elongation) von 46° von der Sonne erreicht. Ihre größte Helligkeit erreicht die Venus aber erst Ende April (-4,8 mag). Das Planetenscheibchen ist dann 39 Winkelsekunden groß und zeigt sich im Teleskop zu 25% beleuchtet. Die Venus zeigt also eine schöne Sichel, wie wir sie sonst nur vom Mond kennen.

Wie es zur Sichel, also den Phasen der Venus kommt und sich auch die scheinbare Größe des Planetenscheibchens ändert, verdeutlicht diese Grafik aus dem Kosmos Himmelsjahr 2020:

Die Lichtgestalten der Venus. Quelle: Kosmos Himmelsjahr 2020, Kosmos-Verlag

Seit dem 30. März befindet sich die Venus im Sternbild Stier und hier kann sie was erleben! Sie begegnet den Offenen Sternhaufen der Plejaden, dem Sternhaufen der Hyaden und dem Riesenstern Aldebaran, dem roten Auge des Stiers. Es lohnt sich also in den kommenden Abenden mit einem Fernglas die Venus aufzusuchen und zu schauen, in welcher Umgebung sie sich gerade tummelt.

In dem Bild oben steht die Venus etwas südlich des Offenen Sternhaufens der Plejaden, an dem sie am 03. April vorbeiziehen wird. Man beachte die kosmischen Dimensionen: Während die Venus unser unmittelbarer Nachbar ist, der uns mit 38 Millionen Kilometern Entfernung deutlich näherkommen kann als der Mars mit seiner minimalen Distanz von 56 Millionen Kilometern, sind die Plejaden ein Objekt weit jenseits unseres Sonnensystems. Von diesem Offenen Sternhaufen trennen uns etwa 440 Lichtjahre, das sind 4.400 Billionen Kilometer!

So eine Entfernung kann man sich eigentlich nicht mehr vorstellen. Für einen Sternhaufen stehen uns die Plejaden aber recht nahe. Der Haufen ist sogar etwas näher als die Praesepe im Sternbild Krebs. Dank ihrer relativen Nähe kann man die hellsten Sterne der Plejaden einzeln unterscheiden. Man spricht daher auch vom Siebengestirn und hat den Sternen Eigennamen gegeben. Es handelt sich um die Töchter des Riesen Atlas mit der Pleione (nach Hesiod) mit so klangvollen Namen wie Alcyone, Maia und Electra. Diese Karte zeigt die Plejaden mit den Eigennamen der hellsten Sterne, sowie der Lage der Venus in den kommenden Tagen:

Digital Illustration Credit & Copyright: Fred Espenak (Bifrost Astronomical Observatory)

Ein Offener Sternhaufen wie die Plejaden ist eine Art Sternkindergarten. Die mythologischen Geschwister sind also echte Sternschwestern, hervorgegangen aus einer riesigen Wolke aus Gas und Staub. Der Kindergarten umfasst etwa 500 Sterne, die circa 100 Millionen Jahre alt sind. Im Vergleich zu unserer fast fünf Milliarden Jahre alten Sonne sind dies wirklich sehr junge Sterne!

Am 17. April zieht die Venus etwa 10° nördlich des hellen Roten Riesen Aldebaran vor, ein Stern, der den 44-fachen Durchmesser unserer Sonne hat!

Dieser Stern markiert die Lage eines Offenen Sternhaufens, der uns so nah ist, dass er fast nicht als Haufen zu erkennen ist. Es sind die Hyaden. Sie befinden sich "nur" 150 Lichtjahre von uns entfernt. Mit dem Stern Aldebaran hat unsere kosmische Entfernungsleiter eine weitere Sprosse: Er gehört nur scheinbar zu den Hyaden-Sternen, ist aber in Wirklichkeit nicht einmal halb so weit von uns entfernt. Beim Anblick solcher schöner Himmelskonstellationen sollte man sich diese dritte Dimension immer vergegenwärtigen.

Es war einmal vor langer Zeit in einer weit, weit entfernten Galaxie...

Image credit: NASA, ESA, and B. Holwerda (University of Louisville)

 Schon seit 30 Jahren begeistert das Weltraumteleskop Hubble mit seinen spektakulären Bildern und wissenschaftlichen Entdeckungen. Zu beginn des Jubeljahres veröffentlichen Astronomen diese spektakuläre Aufnahme einer gewaltigen Spiralgalaxie.

Die mit Strahlen versehenen Sterne in diesem Bild gehören alle zu unserer Milchstraße. Diese Sterne stehen sozusagen im Vordergrund. Sie sind uns viel näher, als die 232 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie. Rechts oben sehen wir eine noch weiter entfernte Galaxie von der Seite (Kantenstellung).

Galaxien sind Inseln aus Gas und Staub im Nichts des Kosmos. Aus dem Gas und Staub bilden sich in ihnen Milliarden von Sternen, jeder eine potentielle Sonne für einen bewohnbaren Planeten.
Die oben abgebildete Galaxie UGC 2885 ist unserer eigenen Milchstraße nicht unähnlich, doch ist sie etwa 2,5-mal so groß und enthält etwa zehnmal so viele Sterne.

Wie kann eine Spiralgalaxie so groß werden? Normalerweise wachsen Galaxien, in dem sie sich kleine Galaxien einverleiben. Die damit verbundene Galaxienkollision und der Verdauungsvorgang führen zu einer gestörten Morphologie der Galaxie. Von all dem ist bei UGC 2885 nichts zu sehen. Die Galaxie ist einfach perfekt und scheint keine größere Begegnung mit einer Artgenossin gehabt zu haben. Wie konnte sie dann aber so riesig werden?

It’s as big as you can make a disk galaxy without hitting anything else in space,

 sagt der Astronom Benne Holwerda. UGC 2885 markiert also womöglich die Obergrenze, die eine Galaxie erreichen kann, ohne eine größere Begegnung mit einer anderen zu haben. Sie wird deswegen auch gerne liebevoll als sanfter Riese bezeichnet.

Andere Begleiterscheinungen schnell wachsender Galaxien sind aktive Schwarze Löcher im Kern und eine hohe Sternentstehungsrate. In dieser Galaxie entstehen in etwa nur halb so viele Sterne pro Jahr, wie in unserer Milchstraße. UGC 2885 scheint nur intergalaktischen Wasserstoff zu schlürfen.

Vielleicht ist UGC 2885 aber gar nicht so friedlich. Wenn es gelänge die Zahl der Kugelsternhaufen im galaktischen Halo von UGC 2885 zu ermitteln, könnte man abschätzen, wie stark das Galaxienwachstum von der Einnahme kleiner Zwerggalaxien bestimmt wurde. Vielleicht ist UGC 2885 so etwas wie ein Walhai: Ein großer Räuber, der sich nur von kleinen Lebewesen ernährt.

Die Galaxie UGC 2885 befindet sich im Sternbild Perseus. Dieses Video zeigt die genaue Lage:



Die Galaxie steht also unterhalb des roten Emissionsnebels NGC 1499 (California-Nebel). Die tiefe Weitwinkelaufnahme von Julian Zoller zeigt diese interessante Region zwischen dem California-Nebel und dem blau leuchtenden Sternhaufens der Plejaden:

Credit: Julian Zoller

Die Astronomen, denen wir diese Aufnahmen verdanken, nennen die Galaxie UGC 2885 auch Rubin’s Galaxy, zu Ehren der Astronomin Vera Rubin (1928-2016).

P.S.: Man verzeihe mir den merkwürdigen Titel des Blogposts. Ich komme gerade aus dem neuesten Star-Wars-Film (Episode IX), der mir gut gefallen hat.

Quelle:

• spacetelescope.org 
• Universe Today

Offene Sternhaufen am Winterhimmel

Das sehr markante Sternbild Orion dominiert den Winterhimmel und es markiert auch den Orionarm. Das ist ein Seitenarm unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße. Die Milchstraße ist eine Spiralgalaxie, deren Spiralen aus großen gewundenen Armen aus Gas und Staub bestehen. Entlang solch eines staubhaltigen Arms entstehen neue Sterne in großen Gruppen - Astronomen nennen diese Gebilde Offene Sternhaufen. Eine Spur von Haufen aus heißen bläulich-weißen Sternen markieren den Spiralarm, wie Perlen auf dem Faden einer Kette.
Diese jungen Sterne sind relativ hell und die Haufen sind so ausgedehnt, dass man sie gut im Fernglas sehen kann. Mal vermag man sie schon im Fernglas in einzelne Sterne aufzulösen, mal erscheint der Haufen als nebliger Fleck und erst das Teleskop zeigt seine wahre Natur.
Hier ist eine Serie von Aufnahmen, die ich am 23.02.2014 gemacht habe und zwar mit relativ einfachen Mitteln: Eine ganz normale Spiegelreflexkamera (Canon EOS 500D) an einem 120/900 Refraktor auf einer HEQ-5-Montierung - eine Minute belichten, keine Bildbearbeitung, fertig.
Man kann schönere Bilder machen, aber diese Serie zeigt vor allem die Vielfalt der offenen Sternhaufen aus jungen Sternen, denn die Aufnahmen wurden alle unter identischen Bedingungen gemacht. Die Bilder sind mit circa 100 Winkelminuten auch alle gleich groß.

Der Offene Sternhaufen M38 ist der westlichste einer Kette von Sternhaufen im Sternbild Fuhrmann (Auriga). Wir sehen hier etwa 100 Sterne in 3500 Lichtjahre Entfernung. Das Alter der Sterne wird auf 150 bis 360 Millionen Jahre geschätzt, was im Vergleich zum Alter unserer Sonne (4,6 Milliarden Jahre) sehr jung ist. Der helle, orange Stern links der Bildmitte ist ein G5-Riese mit der 900-fachen Leuchtkraft unserer Sonne (HD 35878). Entdeckt wurde der Sternhaufen um das Jahr 1650 von Giovanni Battista Hodierna. Der Astronom Robert Trümpler entwickelte ein Schema, um Offene Sternhaufen zu klassifizieren. M38 ist demnach vom Typ II2r, das bedeutet, er hat eine geringe zentrale Konzentration, die Sterne haben eine mittlere Helligkeitsverteilung und es sind über hundert (r bedeutet "rich").

M36 ist der östliche Nachbar von M38. Er ist am wenigsten sternreich von der Sternhaufenkette im Fuhrmann. Mit einem Alter von 16 bis 42 Millionen Jahren ist er auch sehr jung. Als die Dinosaurier über die Erde stapften, gab es ihn noch gar nicht. M36 ist 4300 Lichtjahren entfernt und etwa 15 Lichtjahre groß. Trümpler klassifiziert den Haufen als I3r: Stark konzentriert mit großen Helligkeitsunterschieden der vielen Sterne.

M37 ist der dritte in der Kette im Fuhrmann. Er ist mit 4500 Lichtjahren noch ein bisschen weiter entfernt als die beiden anderen. Trümpler vergibt eine I1r in seinem Klassifikationsschema: Starke Konzentration vieler gleich heller Sterne. Im Okular ist der Anblick von M37 ziemlich reizvoll. Die Sterne sind einzeln auflösbar, wobei der Haufen das Gesichtsfeld füllt. Das sieht aus wie Goldstaub.

Folgt man dem Spiralarm, indem man vom Fuhrmann in das Sternbild Zwillinge (Gemini) wechselt, trifft man auf den Offenen Sternhaufen M35. Das Bild oben ist allerdings auf einen viel weiter entfernten Offenen Sternhaufen zentriert, der als NGC2158 katalogisiert wurde. Im Teleskop und auf dieser Aufnahme erscheint er nur als diffuser Fleck. Der Haufen M35 hingegen ist mit 2700 Lichtjahren Entfernung relativ nah, viel näher als der mindestens 12000 Lichtjahre entfernte NGC2158.
Trümpler beschreibt M35 als III3r: Es gibt keine merkliche Konzentration der Sterne. Einige helle Sterne heben sich von vielen schwachen ab und auch dieser Haufen ist reich an Sternen.
M35 scheint von unten nach oben eine gebogene Sternkette zu durchziehen, an deren oberen Ende ein orangefarbener Stern steht. Dieser Stern bildet mit dem darunterliegenden Stern geringerer Helligkeit ein Doppelsternsystem. Doppelsterne sind alles andere als selten, die meisten Sterne haben einen oder mehrere Partner. Während sich Offene Sternhaufen allmählich auflösen, indem einzelne Sterne sich aus dem Haufen entfernen, bleiben Doppel- und Mehrfachsternsystem über ihre ganze Entwicklungszeit zusammen. Das hier mit 33 Winkelsekunden recht weit stehende Doppelsternsystem wird als ADS 4744 klassifiziert, falls jemand mehr darüber lesen will.

Im Sternbild Achterdeck (Puppis) befindet sich ein Paar offener Sternhaufen, M46 und M47. Das Sternbild steht tief im Süden und man braucht daher eine gute Horizontsicht. In dem Bild ist nur der 4480 Lichtjahre entfernte Haufen M46 zu sehen. Wer genau hinschaut sieht eine merkwürdige, ringförmige Wolke in der Mitte des Haufens. Dabei handelt es sich um einen planetarischen Nebel. Anders als der Sternhaufen markiert solch eine Struktur das Ende eines Sterns. Der planetarische Nebel ist als NGC 2438 klassifiziert und wahrscheinlich nicht Teil von M46 sondern im Vordergrund des Sternhaufens. Wie der Haufen M38 ganz oben ist auch M46 vom Typ II2r.

Zum Abschluss dieser kleinen Serie sei hier noch ein Schnappschuss von M45, den Plejaden, gezeigt. Wie man an der großräumigen Verteilung der Sterne schon erahnen kann, steht M45 uns viel näher als die anderen Haufen, nämlich lediglich in 450 Lichtjahren Entfernung. Der bläuliche Saum um die Sterne stammt von einer Dunkelwolke, die das blaue Licht der Sterne reflektiert. Mit fortgeschritteneren Aufnahmetechniken kann man diese natürlich viel schöner herausarbeiten.

Die Plejaden sind ein sehr auffälliges Objekt, aber auch die anderen Sternhaufen der Wintermilchstraße sind für kleine Teleskope und vor allem auch Ferngläser lohnende Ziele. Gerade im großen Gesichtsfeld der Ferngläser heben sich diese Sternverdichtungen von ihrer Umgebung reizvoll ab. Wie man die Objekte konkret findet zeigen zum Beispiel Bernd Koch und Stefan Korth in dem Buch Die Messier-Objekte aus dem Kosmos-Verlag.

 Hier noch ein Surftipp zu Sternhaufen und der Sache mit Trümpler

Venus und die Plejaden

Credit: kopfgeist

Die Venus ist immer noch Abendstern, ihr könnt sie nach Sonnenuntergang im Westen bewundern. Zwar hatte sie ihre größte östliche Elongation*) bereits am 27. März erreicht, doch dafür wird die Venus nun immer heller: Am Ende des Monats ertrahlt sie im größten Glanz. Der Grund dafür ist, dass die Venus uns näher kommt und dadurch das Venusscheibchen größer wird. Andererseits durchläuft die Venus wie der Mond Phasen. Zur Zeit der größten Elogation haben wir eine Halbvenus gesehen, nun wird der beleuchtete Teil der Venus immer kleiner. Dieser beiden Effekte aus Scheibchengröße und Phase bewirken, dass wir am 30.04. die hellste Venus sehen können (dann sind übrigens aus unserer Sicht 27% der Venusscheibe von der Sonne beleuchtet, also doch noch fast eine Halbvenus). Dass die Venus überhaupt so hell ist liegt einerseits an ihrer Nähe - sie liegt auf etwa 1/3 des Weges in Richtung Sonne, andererseits auch an ihrer hohen Albedo**) von 0,76: Die ständig wolkenbedeckte Venus reflektiert etwa 2/3 der auf sie fallenden Sonnenstrahlung.

Am Anfang dieser Woche konnten wir beobachten, wie die Venus vor dem offenen Sternhaufen der Plejaden durchlief. Das Bild oben zeigt eine Aufnahme aus dieser Zeit. Diese Passage ist zwar nun vorbei, doch wie die Grafik unten zeigt, lohnt auch heute Abend noch der Blick in Richtung Westen. Neben der Venus sehen wir mit bloßem Auge die Plejaden, sowie einen anderen offenen Sternhaufen links der Venus. Hierbei handelt es sich um die V-förmigen Hyaden mit dem bekannten rötlichen Stern Aldebaran (der aber nicht selbst zu den Hyaden gehört).

Erzeugt mit Stellarium

Diesen Bereich der planetaren Umlaufbahn, der sich zwischen den beiden Sternhaufen befindet, nennt man auch das goldene Tor der Eklipitk. Man sieht an dieser Grafik auch, wo wir uns überhaupt befinden, nämlich im Sternbild Stier (Taurus).

Die Venus scheint auf dem Bild oben durch die Plejaden durchzulaufen, doch zwischen diesen beiden Objekten liegen 420 Lichtjahre Entfernung! Die Plejaden, auch als M 45 katalogisiert, sind ein etwa 15 Lichtjahre durchmessender offener Sternhaufen aus mindestens 500 Sternen (eigentlich sind nur 197 Sterne sichere Haufenmitglieder, daneben gibt es viele Kandidaten. Demensprechend ist auch die Ausdehnung des Haufens nicht wirklich bekannt). Sterne bilden sich aus ausgedehnten Molekülwolken, doch das tun sie nicht allein: 80 bis 90 % aller Sterne entstehen gemeinsam aus einer riesigen Molekülwolke, die beim Kollabieren in einzelne Teile fragmentiert. Man kann das Alter solcher Sternhaufen ziemlich genau angeben, im Falle der Plejaden mit knapp über 130 Million Jahren. Dazu tragen die Astronomen die Mitglieder des Haufens in ein Diagramm ein, in dem die Leuchtkraft gegenüber der Temperatur aufgetragen wird. Die Sterne liegen dabei alle auf einer Linie, der sogenannten Hauptreihe. Da sich massereiche Sterne schneller entwickeln als massearme, verlassen die massereichen Sterne diese Hauptreihe zuerst. Die Astronomen wissen, wie lange ein Stern einer bestimmten Spektralklasse auf der Hauptreihe bleibt. Indem sie also schauen, bei welcher Spektralklasse die Sterne anfangen von der Hauptreihe abzuweichen, können sie das Alter des Haufens angeben. 

Ewig existieren offene Sternhaufen nicht. Die einzelnen Mitglieder sind nur lose aneinander gebunden und "verdampfen" gewissermaßen aus dem Haufen. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass die Plejaden noch 250 Million Jahre existieren werden. Für uns Menschen ist das eine lange Zeit, doch aus der Sicht eines Sterns wie unserer Sonne nur eine Momentaufnahme.

Ob auch unsere Sonne in einem Haufen entstand und wenn ja in welchem, ist nicht bekannt. Der bisherige Kandidat, der Sternhaufen M 67 ist es jedenfalls nicht: Entstehungsort der Sonne muss neu gesucht werden.

Ich habe hier die hellen Sterne der Plejaden in der Aufnahme von Kopfgeist mal beschriftet:

Anders als viele andere Sternnamen sind diese nicht arabischen Ursprungs sondern spiegel ihre Herkunft aus der griechischen Mythologie wieder. Die Plejaden sind die Töchter von Atlas und Pleione, sieben an der Zahl, daher auch "Siebengestirn" genannt. Da man diesen nächstgelegenen Sternhaufen mit bloßem Auge sieht, ja er sogar regelrecht auffällt, war er der Menschheit wohl schon immer bekannt. Hinweise auf die Plejaden finden sich bei Hesiod, Homer, im Alten Testament und vermutlich auf der Himmelsscheibe von Nebra. In Japan heißen die Plejaden Subaru, woraus sich nicht zufällig das Emblem des gleichnamigen Autoherstellers ableitet.

Kleiner Tipp: Teleskopbesitzer werden von den Plejaden eher enttäuscht sein, denn mit einer Ausdehnung von 2° sind sie viel zu groß für das Gesichtsfeld des Teleskops. Es ist besser, man benutzt ein Fernglas mit Stativ.


*) Als Elongation bezeichnet man den Winkelabstand zur Sonne
**) Die Albedo ("Weißheit") bezeichnet das Rückstrahlvermögen


Literaturtipps: 
Keller: Kompendium der Astronomie Kosmos-Verlag
Keller: Kosmos Himmelsjahr 2012
Koch/Korth: Die Messier-Objekte Kosmos-Verlag
Stoyan: Atlas der Messier-Objekte, Oculum-Verlag