Astrofotografie

Kugelsternhaufen - Messier 15 [NGC 7078]



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Kugelsternhaufen - Messier 15 [NGC 7078]

M15 Messier 15 ist ein sehr heller Kugelsternhaufen im Pegasus, und wohl der dichteste seiner Art in unserer Galaxie. In seinem Zentrum wird ein sehr massives Objekt (Schwarzes Loch?) vermutet. Neben 112 bekannten Veränderlichen beherbergt Messier 15 auch den Planetarischen Nebel Pease 1 bzw. K 648 und 9 bekannte Pulsare. Kein ganz uninteressanter Kugelsternhaufen...


Planetarischer Nebel Pease 1 in Messier 15
Einen PN dürfte es in einem so alten Gebilde wie Messier 15 mit seinen großen, metallarmen Sternen der ersten Generation eigentlich gar nicht geben, denn dieser setzt ja einen etwa sonnengroßen und -ähnlichen Stern voraus. Und dennoch entdeckte F. G. Pease 1927 auf einer Ultraviolett-Aufnahme einen hellen, sehr heißen Stern, nachdem dieser bereits 6 Jahre früher von Friedrich Kustner als 13.78 mag helles Sternchen katalogisiert wurde. Spektroskopische Untersuchungen zeigten ein fast kontinuierliches Spektrum (ungewöhnlich!!!) von Pease 1 mit eher schwach ausgeprägten charakteristischen Emissionslinien des angeregten Wasserstoffs [H II] und des angeregten Sauerstoffs [O III] in der unmittelbaren Umgebung dieses Sterns. Pease 1 hat eine visuelle Ausdehnung von 3" und könnte mit Hilfe eines Hα-Filters fotografisch mit den üblichen Mitteln der Amateur-Astrofotografie durchaus sichtbar gemacht werden.

Visuelle Beobachtung:
M 15 fällt schon im Sucher sofort auf. Im 60-mm-Fernrohr ist er als heller "Nebel" bereits sehr auffällig. Nimmt man einen 10-Zoller her, dann sieht man einen prächtigen Kugelhaufen mit unzähligen funkelnden Sternen, dazu einen ungewöhnlich dichten und hellen Kern. Pease 1 habe ich im Okular meines 10" SC-Teleskops bisher beim besten Willen nicht ausmachen können.

 
Allgemeine Objektdaten:
Objektgröße:      12,2´
Entfernung:       33.300 Lj
Ausdehnung:          175 Lj
Helligkeit:       6,20 mag
mittlere FH:      20,33 mag/"²
Abs.Helligkeit:   -8,85 mag
Koordinaten:      21h 29m 58,3s / +12° 10' 01"
Sternbild:        Pegasus (PEG)
 

Aufnahmen & verwendete Aufnahmetechnik:

Messier 15 [NGC 7078]
 
 
Messier 15 [NGC 7078]
Messier 15 [NGC 7078]
Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2006-07-17 23:46 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:        615 mm (Reducer)
Öffnungsverh.:    f/2,4
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 100%, γ max
Stacking:         450 aus 500, automatisch
Belichtung eff:   8,5s
Vb:               63,9 ×
Bildfeld:         10,02' × 10,02'
Abbildungsmaßstab 1,88", 3,53"², 0,303 Lj/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     51° 7´
rel. Extinktion:  0,27 mag
Seeing:           Mittel [5/10]
Temperatur:       12°C


Info:
Die enorm gute Transparenz (Sommermilchstraße bis zum Südhorizont hell und reichlich strukturiert) zum Aufnahmezeitpunkt machte es möglich, daß M 15 auf dem Livebild bereits sehr auffällig war. Im Kern sogar deutlich heller als das 9,94 mag helle Sternchen unten links im Bild. Die Grenzhelligkeit liegt bei 15,4 mag, ungewöhnlich viel für eine Webcam am 10-Zoller.

2. Aufnahme:
Die gnadenlos gute Transparenz und das recht gute Seeing in der folgenden Nacht machte eine Ablichtung von M 15 mit 2,5m Brennweite möglich. Der Kern wird dabei um einiges besser aufgelöst. Leider ist der PN darin nicht zu sehen ;=}
 
Messier 15 [NGC 7078]
 
 
Messier 15 [NGC 7078]
Messier 15 [NGC 7078]
Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2006-08-31 19:51 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       1436 mm (Reducer)
Öffnungsverh.:    f/5,7
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 100%, γ max
Weißabgleich:     41 (Rot) / 18 (Blau)
Stacking:         12.050 aus 13.300, automatisch
Belichtung eff:   43,9s
Vb:               149,2 ×
Theor. Grenzgröße 17,3 mag
Theor. Grenz-FH   19,5 mag/"²
Bildfeld:         8,58' × 6,44'
Abbildungsmaßstab 0,80", 0,65"², 0,130 Lj/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     44° 51´
rel. Extinktion:  0,38 mag
Seeing:           Mittel [5/10]
Transparenz:      5.0 fst
Temperatur:       9°C


Info:
Eine weitere Ablichtung dieses schönen Kugelhaufens mit 1,4m Brennweite zeigt noch mehr Detail.

Was kann man aus einer Webcam überhaupt noch herausholen? Die zweite Abbildung zeigt eine sehr aufwendige Kombination aus 12.050 von 13.300 Einzelbildern (!), woraus sich eine Grenzhelligkeit von ca. 17 mag ergibt. Im Kleinbild ist die Position des Planetarischen Nebels Pease 1 markiert, wenn man die Maus darüber bewegt. Die Aufnahme ist präzise eingenordet.
 
M 15 länger belichtet
 
 
M 15 länger belichtet
M 15 länger belichtet
Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2007-07-17 00:55 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       1075 mm (Reducer)
Öffnungsverh.:    f/4,2
Kamera:           ATiK 16IC-HS
Filter:           IR-Sperrfilter
Einzelbelichtung: 10s
Stacking:         147
Belichtung eff:   121,2s
Vb:               84,5 ×
Theor. Grenzgröße 19,6 mag
Theor. Grenz-FH   24,6 mag/"²
Bildfeld:         11,36' × 11,36'
Abbildungsmaßstab 1,42", 2,02"², 0,229 Lj/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     54° 23´
rel. Extinktion:  0,22 mag
Seeing:           Mäßig [4/10]
Transparenz:      4.5 fst
Temperatur:       19°C

Aufnahmedetails:
L: 147 × 10s
Hellster Wert: 40894 (L, 9,94 mag)

Info:
Natürlich deklassiert eine peltiergekühlte, auf Empfindlichkeit gezüchtete Astrokamera eine Webcam, selbst wenn mit letzterer eine noch so raffinierte Aufnahmetechnik verwendet wird. Die gezeigte Schwarz-Weiß-Aufnahme ist nur ein Test für spätere Aufnahmen, die den Planetarischen Nebel Pease 1 klar zeigen soll. So wird nach 147 aufaddierten 10-s-Belichtungen die 20-mag-Marke knapp erreicht.

2. Bild (RGB: 16.9.2007):
Am 16.9.2007 kamen bei anfangs guten Bedingungen nochmals 3 Belichtungen für RGB hinzu. Zusammen mit der Hα-Aufnahme vom Vortag läßt sich sogar Pease 1 erkennen.
 
M 15 mit Pease 1
 
 
M 15 mit Pease 1
 
 
M 15 mit Pease 1
M 15 mit Pease 1
Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2007-09-15 20:11 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       2950 mm
Öffnungsverh.:    f/11,6
Kamera:           ATiK 16IC-HS
Filter:           L-RGB-Filtersatz
Einzelbelichtung: 300s
Stacking:         4
Belichtung eff:   600,0s
Vb:               231,9 ×
Theor. Grenzgröße 18,2 mag
Theor. Grenz-FH   21,9 mag/"²
Bildfeld:         4,14' × 4,14'
Abbildungsmaßstab 0,52", 0,27"², 0,084 Lj/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     52° 37´
rel. Extinktion:  0,25 mag
Seeing:           Mäßig [4/10]
Transparenz:      3.5 fst
Temperatur:       15°C

Aufnahmedetails:
Kanal   Belichtung  Hellste Werte (PN / Kern)
R:      1 × 240s    (3.521 / 16.415)
G:      1 × 240s    (3.667 / 19.005)
B:      1 × 300s    (3.097 / 13.553)
[HII]:  4 × 300s    (1.203 /  1.935)
[OIII]: 4 × 300s    (1.255 /  3.018)
Autoguider:
 Philips ToUcam PCVC840K - S/W mod.
 GuideDog 1.0.6
 Leitstern: 6,1 mag / 17´ 30" Ost

Info:
Was macht die Darstellung des Planetarichen Nebels Pease 1 in M 15 so schwierig? Auf der ersten Aufnahme, ein reines RGB, ist dieser nicht zu erkennen.

2. Bild: R-[O III]G-[O III]B
Nun, Pease 1 strahlt im türkisen Licht des angeregten Sauerstoffs [O III], was mit Hilfe eines schmalbandigen [O III]-Filters (8,5 nm Halbwertsbreite) durchaus darstellbar ist. Hier wurde der Ablichtung für Grün und Blau eine helligkeitsangepaßte Ablichtung im [O III] hinzugefügt.

3. Bild, [H II]-G-B:
Pease 1 strahlt aber auch im roten Licht des angeregten Wasserstoffs Hα, dort sogar rund 1,5 × so stark wie im [O III]. Rot und Türkis ergeben, additiv gemischt, wieder Weiß, und so "tarnt" sich der Planetarische Nebel im "Fast-Weiß" der umgebenden Sterne. Der geringe scheinbare Durchmesser von Pease 1 macht bei einer Brennweite von knapp 3 m und dem bei uns üblichen Seeing eine weitere Auflösung feiner Strukturen in diesem PN unmöglich. Das HST oder eins der modernen erdgebundenen Großteleskope sollte das aber durchaus darstellen können.

Alle Aufnahmen entstanden unter sehr schlechten Bedingungen bezüglich Seeing und Transparenz. Auch bei guten Bedingungen wäre die doppelte (RGB) bzw. die 10-fache (Schmalband) Belichtungszeit bei gleichem Abbildungsmaßstab optimal gewesen.
Noch besser: je 12 × 240,200,300s (RGB) und je 12 × 1.200s (Schmalband) bei einem Abbildungsmaßstab von ca. 0,8"/Pixel.
 
 
 
 
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