Objekte des Monats: Der Kugelsternhaufen Messier 3

Mes­sier 3 (NGC 5272), im nörd­li­chen Stern­bild der Jagd­hun­de (Canes Vena­ti­ci), ist ein galak­ti­scher Kugel­stern­hau­fen, der am 3. Mai 1764 von dem fran­zö­si­schen Astro­no­men Charles Mes­sier ent­deckt wur­de. Es war das ers­te Objekt, das Mes­sier eigen­hän­dig auf­ge­fun­den hat. Er beschrieb das Objekt als 3 Bogen­mi­nu­ten gro­ßen, run­den Nebel ohne Ster­ne, mit einem leuch­ten­den Zen­trum und nahm ihn dann als 3. Objekt in sei­nen berühm­ten Nebel­ka­ta­log auf. Wahr­schein­lich war es die­ses Objekt, das Mes­sier ver­an­lasst hat, eine sys­te­ma­ti­sche Suche nach neb­li­gen Objek­ten am Him­mel zu begin­nen. Im Jahr 1784 konn­te der deutsch-bri­ti­sche Astro­nom Wil­helm Her­schel den Kugel­hau­fen, mit Hil­fe sei­nes 20 Fuß lan­gen Tele­skops, schließ­lich in einen „schö­nen Stern­hau­fen“ auflösen.

Einer der schönsten Kugelhaufen des Nordhimmels

Mes­sier 3 gehört sicher zu den inter­es­san­tes­ten, mit einer Aus­deh­nung von 220 Licht­jah­ren und rund einer hal­ben Mil­li­on Mit­glie­der­ster­nen, auch zu den größ­ten und hells­ten Kugel­stern­hau­fen des Nord­him­mels. Er befin­det sich nahe der Gren­ze der Stern­bil­der Jagd­hun­de, Bären­hü­ter und Haar der Bere­ni­ke, in einer von hel­len Ster­nen sehr armen Gegend. Der Kugel­hau­fen besitzt eine schein­ba­re Hel­lig­keit von 6,3 mag und eine Win­kel­aus­deh­nung von 18 Bogen­mi­nu­ten und ist unter einem sehr dunk­len Land­him­mel theo­re­tisch schon mit dem blo­ßen Auge zu sehen. Spä­tes­tens mit Hil­fe eines Fern­gla­ses ist M 3 ein ein­fa­ches Objekt, selbst für den Stadt­be­woh­ner. Die Ent­fer­nung zur Erde beträgt 33.900 Licht­jah­re und sein Alter gut 11,4 Mil­li­ar­den Jah­re. M 3 besitzt die 300.000-fache Leucht­kraft unse­res Zen­tral­ge­stirns, eine Gesamt­mas­se von 450.000 bis 800.000 Son­nen und zählt somit auch zu den größ­ten und hells­ten kugel­för­mi­gen Stern­hau­fen unse­rer Milch­stra­ße. Stün­de Mes­sier 3 in der glei­chen Ent­fer­nung wie der Her­ku­le­shau­fen (Mes­sier 13), wür­de er M 13 an Grö­ße und Hel­lig­keit deut­lich über­tref­fen! Gleich­zei­tig gehört M 3 zu den am bes­ten unter­such­ten Kugel­stern­hau­fen und besitzt mit 274 eine unge­wöhn­lich gro­ße Anzahl an varia­ble Ster­nen, die zum ers­ten Mal im Jahr 1889 von dem ame­ri­ka­ni­schen Astro­no­men und Phy­si­ker Edward Charles Picke­ring ent­deckt wur­den. Bis zum Jahr 1913 konn­te der ame­ri­ka­ni­sche Astro­nom Solon Irving Bai­ley ins­ge­samt 225 die­ser Ver­än­der­li­chen fin­den. Heut­zu­ta­ge sind ins­ge­samt 274 Ver­än­der­li­che in M 3 bekannt. 222 die­ser Ster­ne sind Hau­fen­ver­än­der­li­che vom RR-Lyrae-Typ. Die­se die­nen zur Ent­fer­nungs­be­stim­mung und zur Eichung der kos­mi­schen Ent­fer­nungs­lei­ter. Außer­dem ent­hält der Kugel­hau­fen eine gro­ße Anzahl bläu­li­cher Ster­ne, die Blue Stragg­lers (Blaue Nach­züg­ler) genannt wer­den. Die­se Haupt­rei­hen­ster­ne soll­ten, auf­grund des Alters des Kugel­hau­fens, eigent­lich nicht vor­han­den sein und erschei­nen jün­ger als der Rest der Mit­glieds­ster­ne. Sie ent­stan­den wahr­schein­lich durch die Wech­sel­wir­kung über einen Mas­sen­trans­fer oder Kol­li­si­on bzw. Ver­schmel­zung zwei­er Ster­ne in einem engen Doppelsternsystem.

Mes­sier 3 steht ziem­lich iso­liert im inne­ren Halo unse­rer Gala­xis. Er umrun­det inner­halb von 300 Mil­lio­nen Jah­ren die Milch­stra­ße auf einer stark ellip­ti­schen Bahn, die auch stark gegen die Ebe­ne unse­rer Gala­xis geneigt ist. Zur Zeit befin­det sich der Kugel­stern­hau­fen 31.600 Licht­jah­re über der galak­ti­schen Ebe­ne und 38.800 Licht­jah­re vom Zen­trum der Milch­stra­ße ent­fernt, in der Nähe des galak­ti­schen Nord­pols. Sein Abstand zum galak­ti­schen Zen­trum schwankt zwi­schen 15.000 und 50.000 Licht­jah­ren. Mes­sier 3 weist für einen Kugel­stern­hau­fen eine rela­tiv hohe Häu­fig­keit schwe­rer Ele­men­te jen­seits von Was­ser­stoff und Heli­um auf und ist des­halb der Pro­to­typ für den Oos­ter­hoff-Typ-I-Clus­ter metall­rei­cher Kugel­stern­hau­fen. Aller­dings ent­hält M 3 trotz­dem nur 1/32 so viel „Metall“ wie unse­re Son­ne. Das dich­te Kern­ge­biet besitzt einen Durch­mes­ser von 1,1 Bogen­mi­nu­ten und ist somit rund 11 Licht­jah­re groß. Die gra­vi­ta­ti­ve Wir­kung des Hau­fens reicht bis in eine Ent­fer­nung von 760 Licht­jah­ren vom Kern. Die hells­ten Ster­ne des Hau­fens errei­chen eine schein­ba­re Hel­lig­keit von 12,7 Größenklassen.

Beobachtung

Mes­sier 3 ist neben Mes­sier 13 ein belieb­tes Ziel für Ama­teur­as­tro­no­men und mit Hil­fe eines klei­nen 8x42 Fern­gla­ses bereits als unschar­fer Stern erkenn­bar. Unter einem sehr dunk­len Beob­ach­tungs­stand­ort gelingt eine Sich­tung des Kugel­stern­hau­fens sogar mit dem blo­ßem Auge. Lei­der steht nur ein hal­bes Grad süd­west­lich Hau­fens ein oran­ger K3-Rie­se mit der Kata­log­be­zeich­nung SAO 82944, der auf­grund sei­ner ähn­li­chen Hel­lig­keit von 6,2 mag, leicht mit dem Kugel­hau­fen ver­wech­selt wer­den kann. Mit einem 16x70 Astro­glas erscheint der Stern­hau­fen deut­lich aus­ge­dehn­ter und als nahe­zu kreis­run­der, dif­fu­ser Nebel ähn­lich, wie ihn Mes­sier im 18. Jahr­hun­dert beschrieb. Die Auf­lö­sung des Stern­hau­fens in ein­zel­ne Ster­ne ist deut­lich schwie­ri­ger als bei Mes­sier 5 in der Schlan­ge oder bei Mes­sier 13 im Her­ku­les. Beob­ach­tet man unter Zuhil­fe­nah­me eines 3 Zoll Tele­skops, ähnelt der Stern­hau­fen einem hel­len, gro­ßen und leicht ova­len Licht­ball mit etwas hel­le­rem Zen­trum. Ein­zel­ster­ne sind mit die­ser Tele­s­ko­pöff­nung und hoher Ver­grö­ße­run­gen noch nicht erkenn­bar. Bei indi­rek­tem Sehen erscheint der Rand­be­reich des Hau­fens aber leicht kör­nig. Mit 4 bis 6 Zoll Öff­nung erscheint M 3 hell und groß. Mit 100-facher Ver­grö­ße­rung ist bereits der Rand­be­reich gut in sehr schwa­che Ein­zel­ster­ne auf­ge­löst. Die­se Ster­ne sind gleich­mä­ßig um den Hau­fen her­um ver­teilt. Aller­dings bleibt das ziem­lich kom­pak­te und leicht kon­zen­trisch lie­gen­de Zen­trum noch nebel­haft. Mit 8 bis 10 Zoll Öff­nung und 100-facher Ver­grö­ße­rung sind nun auch im Zen­tral­be­reich ein­zel­ne Mit­glieds­ster­ne zu erken­nen. Der Hau­fen ist dann zu etwa 2/3 auf­ge­löst. Die Ster­ne in den Außen­be­rei­chen sind radi­al ange­ord­net, was Mes­sier 3 eher ein kranz­ar­ti­ges Aus­se­hen ver­leiht. Sein Zen­trum scheint etwas nach Wes­ten hin ver­setzt zu sein. Bei genaue­rem Hin­se­hen erkennt man, dass die Hau­fen­ster­ne einen blas­sen Farb­ton von gelb bis blau auf­wei­sen. Aus die­sem Grund wird M 3 oft auch als der far­ben­präch­tigs­te Kugel­stern­hau­fen des Nord­him­mels bezeich­net. Mit 12 Zoll Öff­nung ist schließ­lich auch das Zen­trum voll­stän­dig in Ein­zel­ster­ne auf­ge­löst. Aller­feins­te Ster­ne wer­den über die gesam­te Hau­fen­flä­che sicht­bar, die fast das gesam­te Gesichts­feld bede­cken. Dabei kann man getrost zu Ver­grö­ße­run­gen zwi­schen 150 bis 300fach greifen.

Der Kugel­stern­hau­fen befin­det sich an der süd­li­chen Gren­ze des Stern­bilds Jagd­hun­de und kann vor allem in den Früh­lings- und Som­mer­mo­na­ten sehr gut beob­ach­tet wer­den. Mes­sier 3 befin­det sich dabei auf hal­ber Stre­cke der Ver­bin­dungs­li­nie zwi­schen Ark­tur (Alpha Boot­is, ‑0,05 mag) und Cor Caro­li (Alpha Canum Vena­ti­corum, 2,9 mag) sowie 6° öst­lich der Linie von Beta Comae (4,2 mag) und Gam­ma Comae (4,4 mag). Mes­sier 3 steht nahe am Schnitt­punkt die­ser Linie und etwas in Rich­tung Ark­tur versetzt.

Auf­such­kar­te Mes­sier 3 (79,5 KiB, 433 hits)

Steckbrief für Messier 3