Messier 40 (Winecke 4) im Großen Bären

Messier 40 ist ein optischer Doppelstern im nördlichen Sternbild Großer Bär (Ursa Major). Das Objekt wurde am 24. Oktober 1764 vom französischen Astronomen Charles Messier in seinen berühmten Katalog aufgenommen. Er stützte sich dabei auf Aufzeichnungen des polnischen Astronomen Johann Hevelius aus dem 17. Jahrhundert, der an dieser Stelle einen Nebel gesehen hatte. Warum Messier ihn in seine Liste der kometenhaften Objekte aufnahm, ist nicht ganz klar, da er ihn nie als Nebel beschrieb. Er notierte: „Zwei Sterne, sehr nahe beieinander und sehr klein“. M 40 war offenbar das letzte Objekt, das er 1764 aufnahm, als er damit beschäftigt war, Hevelius Bericht zu überprüfen. Obwohl Messier das Objekt genau beschrieben und vermessen hatte, gelang es späteren Beobachtern nicht mehr, das Objekt zu identifizieren. Messier 40 galt fast zwei Jahrhunderte lang als verschollen. M 40 ist auch unter dem Namen Winnecke 4 (WNC 4) bekannt. Der deutsche Astronom Friedrich August Theodor Winnecke vermaß die beiden Sterne 1863 am Pulkovo-Observatorium nahe Sankt Petersburg. Beim Vergleich mit Messiers Beschreibung stellte John Mallas 1965 fest, dass sich der Doppelstern Winnecke 4 an der richtigen Position befand. Der amerikanische Astronom Robert Burnham bezeichnete M 40 als "einen der wenigen wirklichen Fehler im Messier-Katalog".

Messier 40 ist eine der drei Kuriositäten im berühmten Katalog von Charles Messier. Es handelt sich nicht um ein flächiges Objekt, sondern um einen schwachen optischen Doppelstern. Er besteht aus dem sonnenähnlichen Stern HD 238107 (Spektralklasse G0) mit einer scheinbaren Helligkeit von 9,64 mag und dem Hauptreihenstern HD 238108 (Spektralklasse F8) mit einer Helligkeit von 10,1 Größenklassen. Beide sind bereits im 10x50 Feldstecher mit einem Abstand von 51,7 Bogensekunden auflösbar. Der schwächere Stern befindet sich in einem Positionswinkel von 83 Grad zum helleren Stern. Die Entfernung der beiden Sterne war lange Zeit mit Unsicherheiten behaftet. Sie wurde auf 170 ± 70 Parsec geschätzt. Lange Zeit war ebenso unklar, ob es sich bei Winnecke 4 um einen echten Doppelstern handelt, dessen beiden Sterne gravitativ aneinander gebunden sind. Denn sollte es sich bei Winecke 40 tatsächlich um einen physikalischen Doppelstern handeln, so hätte die Umlaufzeit der beiden Komponenten um den gemeinsamen Schwerpunkt, bei einem mittleren Abstand von 5.000 Astronomischen Einheiten, mehr als 232.000 Jahre betragen müssen.

Erst die Raumsonden Hipparcos und Gaia ermöglichten eine genaue Entfernungsbestimmung des Systems. Heute beträgt die Entfernung der helleren Komponente 317 ± 3 Parsec (1.033 Lichtjahre) und die der schwächeren 146 ± 1 Parsec (476 Lichtjahre). Die beiden Sterne stehen also nur zufällig eng nebeneinander. Aus diesem Grund ist M 40 kein echter Doppelstern. Der Abstand der beiden Komponenten wurde 1991 mit 52,8 Bogensekunden (Positionswinkel 77 Grad) angegeben, 1863 waren es 49,2 Bogensekunden (Positionswinkel 88 Grad). Die beobachtete relative Eigenbewegung, gemessen als Abstand und Positionswinkel, ist mit einer geradlinigen, unabhängigen Bewegung der beiden Sterne vereinbar. Allerdings ist HD 238108 selbst ein echter Doppelstern. Die Sekundärkomponente ist eine Weißer Zwerg der 18. Größenklasse in einem Abstand von 5 Bogensekunden. In der Nähe von M 40 befinden sich noch zwei Spiralgalaxien, NGC 4290 mit 12,5 mag und NGC 4284 mit 13,6 mag, die in mittleren bis großen Teleskopen beobachtet werden können. NGC 4290 ist jedoch zu schwach, um der Nebel zu sein, den Hevelius beschrieben hatte. PGC 39934 ist eine Galaxie der 17. Größenklasse und steht zwischen NGC 4290 und M 40. Sie ist nur in sehr großen Teleskopen zu erahnen.

Messier 40 ist bereits mit einem handelsüblichen Feldstecher auflösbar und zeigt sich bei guten Bedingungen in meinem 16x70 Fujinon Feldstecher recht deutlich als Doppelstern. Spätestens bei 2 bis 3-Zoll Öffnung sollten die beiden recht unscheinbaren Sterne der 10. Größenklasse eindeutig getrennt erscheinen. Bei größerer Öffnung erscheinen die beiden Objekte orangegelb und weiß und deutlich heller im Gesichtsfeld. M 40 bildet mit 70 UMa und der 125 Millionen Lichtjahre entfernten schwachen Balkenspirale NGC 4290 ein rechtwinkliges Dreieck.
Messier 40 befindet sich in der Nähe des 5,5 mag hellen Sterns 70 Ursae Majoris und 1,4 Grad nordöstlich von Megrez. Wir gehen vom nordöstlichsten und schwächsten Stern des Wagenkastens, dem 3,3 mag hellen Megrez (Delta UMa) aus und schwenken das Teleskop etwas mehr als ein Grad nach Nordosten, zum 5,5 mag hellen Stern 70 UMa. M 40 steht nur 16 Bogenminuten nordöstlich von diesem Stern.

Das Objekt ist am besten vom Spätwinter bis in das Frühjahr hinein zu beobachten, wenn das Sternbild Ursa Major bei uns hoch am Himmel steht. Ende März steht Messier 40 gegen Mitternacht nahe dem Zenit.