Ein Offener Sternhaufen und der Bubble-Nebel in der Kassiopeia

Aufnahme: Stefan Taube

Durch das Sternbild Kassiopeia verläuft das Band unserer Milchstraße - eine Galaxie aus über 200 Milliarden Sternen. Da ist es nicht verwunderlich, dass jede Fotografie aus einem Ausschnitt der Kassiopeia voller Sterne ist. Trotz der vielen Sterne setzt sich in dieser Aufnahme rechts unten eine dichte Sternwolke erkennbar ab. Es handelt sich um einen sogenannten Offenen Sternhaufen, das ist eine lose Ansammlung von hunderten bis tausende Sterne, die in der Folge ihrer gemeinsamen Entstehung einen lockeren Verbund bilden. Dieser Offene Sternhaufen heißt Messier 52, benannt nach dem französischen Astronomen Charles Messier, der ihn 1774 mitten aus Paris heraus entdeckte und als Nummer 52 in seinen Katalog nebelartiger Objekte aufnahm.

M52 ist ein besonders sternreicher Haufen mit über 6.000 Mitgliedern, der darüber hinaus noch sehr konzentriert ist. Da es sich bei einem Offenen Sternhaufen um eine Sternkinderstube handelt, sind die Sterne vergleichsweise jung. Während unsere Sonne schon 4,6 Milliarden Jahre alt ist, liegt das Alter von M52 zwischen 25 und 165 Millionen Jahre - die Unsicherheit ist bei der Altersangabe sehr groß.

Mit dem Teleskop können wir die Winkelausdehnung des Sternhaufens relativ einfach messen. Sie beträgt 16 Bogenminuten (eine Bogenminute ist ein sechzigstel Grad). Die reale Ausdehnung kann aus der Winkelausdehnung und der Entfernung berechnet werden. Die Bestimmung der Entfernung ist allerdings deutlich komplizierter. Aktuell geht man von 4.630 Lichtjahren aus. Dadurch ergibt sich ein Durchmesser des Sternhaufens von 22 Lichtjahren. Über 6.000 Sterne befinden sich also in einem 22 Lichtjahren großen Bereich, das entspricht im dichten Zentrum des Haufens etwa 1,5 Sterne pro Kubiklichtjahr. Zum Vergleich: Der nächstgelegene Stern zu unserer Sonne ist 4,2 Lichtjahre entfernt - da ist deutlich mehr Platz dazwischen, als im Sternhaufen Messier 52.

In der linken oberen Ecke der Aufnahme ist ein ganz anderes Objekt zu erkennen:  Eingebettet in einem roten Emissionsnebel ist eine Blase um einen hellen Stern zu erkennen. Dieser Blase verdankt das Objekt den Namen Bubble-Nebel, im New General Catalogue trägt es die Nummer 7635, wird also kurz als NGC 7635 bezeichnet. Entdeckt hat das Objekt Friedrich Wilhelm Herschel im Jahre 1787.

Die rote Farbe wird von Wasserstoffgas erzeugt. Das Gas wird durch die UV-Strahlung zum Leuchten angeregt, die von dem hellen Stern in der Blase ausgeht. Dieser Stern hat auch die Blase selbst erzeugt. Warum er allerdings nicht genau in ihrer Mitte sitzt, ist nicht bekannt. Bei dem Stern handelt es sich um ein sehr heißes Exemplar vom Spektraltyp O6.5III. Solche Sterne erreichen Oberflächentemperaturen von über 37.000° Celsius. Im Vergleich dazu ist unsere 6.000° heiße Sonne regelrecht kühl.

Das Sternbild Kassiopeia steht im Herbst hoch am Himmel:

Sternkarte erstellt mit Stellarium

Die hellsten Sterne der Kassiopeia bilden eine gezackte Linie, die auch Himmels-W genannt wird. Im Herbst steht das W auf dem Kopf, so dass die Kassiopeia ein Himmels-M bildet. Die Grafik oben zeigt auch die Lage des Polarsterns. Lässt man im November spät abends den Blick vom Polarstern in Richtung Zenit wandern trifft man auf  die beiden benachbarten Sternbilder Kepheus und Kassiopeia, die auch in der griechischen Mythologie ein Ehepaar sind.

Der Offene Sternhaufen M52 liegt zwischen den beiden Sternbildern. Sie können ihn bereits mit einem kleinen Fernglas entdecken: Fahren Sie einfach mit dem Fernglas die von den beiden Sternen Shedar und Caph gebildete Linie in Richtung Kepheus ab. In der doppelten Entfernung von Shedar und Caph treffen Sie dann auf einen runden Nebelfleck.

Je größer die Öffnung des Fernglases ist, desto mehr löst sich der Nebel in einzelne Sterne auf. Bis zu 100 Sterne sind in einem Amateurteleskop mit 150 Millimeter Öffnung (6 Zöller) zu sehen, doch ganz aufgelöst bekommt man den Offenen Sternhaufen nicht. So wird auch die Beschreibung des Entdeckers Charles Messier aus dem Jahre 1774 verständlich:

Haufen von sehr kleinen Sternen vermischt mit Nebel

Der Bubble-Nebel NGC 7635 ist für die visuelle Beobachtung ein viel schwierigeres Objekt. Die namensgebende Gasblase zeigt sich erst in einem großen Teleskop mit Hilfe eines OIII-Filters. Fotografisch ist der Nachweis wesentlich einfacher.

Der Blasennebel und ein Sternhaufen

Aufnahme: Julian Zoller, Volkssternwarte Schriesheim

 Der Blasennebel (NGC 7635) im rechten Teil der Aufnahme ist ein sogenannter Emissionsnebel. Wir sehen leuchtendes Gas in der charakteristischen roten Farbe des ionisierten Wasserstoffs. Das UV-Licht eines heißen Sterns entreißt den Wasserstoffatomen jeweils ihr einziges Elektron. Bei der Rekombination von Elektron und Atomkern wird die typische rote Strahlung bei 656 Nanometer Wellenlänge frei - eine der Grundfarben des Universums. Der energiereiche Sternwind des jungen heißen Sterns bläst das interstellare Gas und Staub seiner Umgebung in eine naheliegende Molekülwolke. Dichtere Bereiche wiederstehen der Erosion und ragen als "Finger" oder "Rüssel" in die bereits erodierten Bereiche, wie zum Beispiel sehr schön links oberhalb des Sternes zu sehen. Die Blase hat einen Durchmesser von circa 10 Lichtjahre und ist 11.000 Lichtjahre entfernt. Der Stern, der diese Struktur aufbaut, hat zehn bis zwanzig Sonnenmassen. Da die Leuchtkraft eines Sterns proportional zur 3,5-Potenz der Masse ist, kann man sich denken, wie enorm der Strahlungsdruck und -wind in seiner Umgebung sein muss.
Obwohl schon von Wilhelm Herschel 1787 entdeckt, ist NGC 7635 kein einfaches Objekt für die visuelle Beobachtung im mittleren Amateurteleskop.

 Im linken Teil der Aufnahme sehen wir den offenen Sternhaufen Messier 52. Dieser ist nicht wirklich mit NGC 7635 benachbart, denn er ist mit 5000 Lichtjahren nur halb so weit entfernt. M 52 ist ein reicher Sternhaufen mit über 100 Mitgliedern. Die Sterne sind nur gering konzentriert und unterscheiden sich auch nur gering in ihrer Helligkeit (Trümpler II2r). Die in diesem 18 Lichtjahre durchmessenden Haufen gemeinsam entstandenen Sterngeschwister sind nur 69 Millionen Jahre alt, das ist wirklich jung in astronomischen Skalen (unsere Sonne ist etwa 5000 Millionen Jahre alt). Allerdings schwanken die Altersangaben sehr. Es könnte gut sein, dass der Sternhaufen zwei Sternentstehungsschübe durchlaufen hat (siehe Lit.: Ronald Stoyan Atlas der Messier-Objekte, Oculum-Verlag). Der hellste Stern des Haufens ist ein gelblicher Riese der Spektralklasse G8. Er ist auf der Aufnahme oben sehr gut zu erkennen. 
Entdeckt wurde der Sternhaufen von Charles Messier im Jahre 1774. Es ist also eine echte Eigenentdeckung von Messier, was ja bei weitem nicht für alle Objekte seiner berühmten Liste nebelartiger Objekte gilt.

Diese mit Stellarium erzeugte Himmelsansicht zeigt den Sternhaufen M 52 oberhalb des "Himmels-W" im Sternbild Kassiopeia.

Das Band der Milchstraße zieht sich quer durch das Bild, was allerdings aufgrund der hohen Lichtverschmutzung in unserem Land am realen Himmel leider nur schwer zu erkennen ist. In der Milchstraßeneben findet sich viel Gas- und Staub, sowie Molekülwoken. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die Milchstraßenebene dem Beobachter viele Sternhaufen und leuchtende Emissionsnebel bietet.