Herkuleshaufen (Messier 13)

Messier 13
Messier 13: Kugelsternhaufen in Hercules; 500 mm Cassegrain 5800 mm f/11.4; SBIG STL11K; 20+4+4+4 min LRGB; Berner Oberland; © 2005 Radek Chromik

Geschichte

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.

Physikalische Eigenschaften

Messier 13
Messier 13: Kugelsternhaufen in Hercules; 500/2500 mm Newton + SBIG ST-6; Sternwarte Bülach; © 23. 7. 1996 Stefan Meister

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. 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.

Messier 13
Messier 13: X-Sternenkette im Zentralbereich; © 1996 Beat Kohler

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.

Messier 13
Messier 13: Kugelsternhaufen in Hercules; Takahashi Mewlon 250 CR, Reducer CR 0.73 (f=1800mm / f7.25), SBIG ST-8300; 10L x 600sec 1×1, 5R, 5G, 6B 2×2 x 600sec; Berner Oberland; © 2020 Bernhard Blank, Dragan Vogel
Messier 13
Messier 13: Kugelsternhaufen in Hercules; RC 500 auf AOK Herkules V48 Montierung; FLI Proline 16803; -30 °C Chiptemperatur, R/G/B ungebinnt: R 12×5 min, G 11×5 min, B 7×5 min; Sternwarte Son Bi, Mallorca; © 21.-23. 6. 2017 Beat Kohler, Hansjörg Wälchli

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]

Revised+Historic NGC/IC, Version 22/9, © Dr. Wolfgang Steinicke [277]
BezeichnungNGC 6205
TypGCL (V)
Rektaszension16h 41m 41.5s
Deklination+36° 27' 39"
Durchmesser20 arcmin
Visuelle Helligkeit5.8 mag
Metrische Entfernung7.100 kpc
Dreyer Beschreibung!! globular, eB, vRi, vgeCM, st 11…
Identifikation, AnmerkungenM 13, GCL 45, Hercules cluster

Arecibo-Botschaft an M 13

Arecibo Nachricht an M 13
Arecibo Nachricht an M 13: Mit farbcodierten Informationen (siehe Text). [258]

Anlässlich der Einweihung des neu überarbeiteten und verbesserten 305 m Arecibo-Radioteleskops auf Puerto Rico wurde 1974 die in Abb. 6 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.[2]

Galaxien NGC 6207 und IC 4617

NGC 6207
NGC 6207: Ausschnitt aus dem STScI Digitized Sky Survey [160]
IC 467
IC 467: Ausschnitt aus dem STScI Digitized Sky Survey [160]

Aus unserer Perspektive unweit vom Kugelsternhaufen M 13 entfernt befindet sich die Galaxie NGC 6207. 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]

Revised+Historic NGC/IC, Version 22/9, © Dr. Wolfgang Steinicke [277]
NameRADecTypbMagvMagDimDreyer BeschreibungIdentifikation, Anmerkungen
NGC 620716 43 03.7+36 49 55Gx (Sc)12.211.63 × 1.2pB, pL, E 45° ±, vgmbMUGC 10521, MCG 6-37-7, CGCG 197-7, IRAS 16412+3655, KARA 766, KUG 1641+369
IC 461716 42 08.1+36 41 03Gx (Sb)16.015.21.2 × 0.4S, E 29°, bM

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.

Karte Herkuleshaufen (Messier 13)
Herkuleshaufen (Messier 13) im Sternbild Hercules. Karte mithilfe von SkySafari 6 Pro und STScI Digitized Sky Survey erstellt. [149, 160]

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.

— 1999, Bernd Nies

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]

14" PWO-Dobson, F:4.6 / TV-Nagler-Zoom 6mm-3mm, 266x-533x, 0.19°-0.09°
Eduard von Bergen

Weitere Objekte in der Nähe (±20°)

Quellenangaben

2«Signale von anderen Welten» von Prof. Frank Drake und Dava Sobel; Bechtermünz Verlag; ISBN 3-86047-769-2
4«Burnham's Celestial Handbook: An Observer's Guide to the Universe Beyond the Solar System» by Robert Burnham; Dover Publications, Inc.; Voume I: ISBN 0-486-23567-X; Volume II: ISBN 0-486-23568-8; Volume III: ISBN 0-486-23673-0
104Summer's Grandest Globular Cluster by Walter Scott Houston; S&T 7/93, p.110
134Lyon-Meudon Extragalactic Database (LEDA); leda.univ-lyon1.fr
149SkySafari 6 Pro, Simulation Curriculum; skysafariastronomy.com
160The STScI Digitized Sky Survey; archive.stsci.edu/cgi-bin/dss_form
192Deep-Sky Guide; fernrohr.ch/1d_deep-sky-guide.html (2020-12-25)
258Arecibo message; en.wikipedia.org/wiki/Arecibo_message (2021-02-03)
277«Historische Deep-Sky Kataloge» von Dr. Wolfgang Steinicke; klima-luft.de/steinicke (2021-02-17)