{"id":4428,"date":"2025-11-24T12:28:17","date_gmt":"2025-11-24T12:28:17","guid":{"rendered":"https:\/\/webservatory.eu\/?p=4428"},"modified":"2025-11-24T13:50:22","modified_gmt":"2025-11-24T13:50:22","slug":"deep-sky-astrophotography-part-2-in-edwin-hubbles-footsteps-stars-and-nebulae-in-other-galaxies","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/webservatory.eu\/de\/deep-sky-astrophotography-part-2-in-edwin-hubbles-footsteps-stars-and-nebulae-in-other-galaxies\/","title":{"rendered":"Deep Sky Astrofotografie (Teil 2): Auf Edwin Hubble\u00b4s Spuren, Sterne und Nebel in anderen Galaxien\u00a0"},"content":{"rendered":"
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Vor gut 100 Jahren beendete Edwin Hubble eine als \u201eGreat Debate\u201c in die Geschichte eingegangene lange und kontroverse Diskussion unter Fachleuten und stie\u00df das Tor zur Kosmologie auf, indem er folgende Frage mit \u201eJa\u201c beantwortete: sind einige der nebelhaften astronomischen Objekte gar keine Gaswolken in unserer eigenen Milchstra\u00dfe, sondern selbst eigenst\u00e4ndige Galaxien weit au\u00dferhalb unseres Milchstra\u00dfensystems? Den Beweis erbrachte Hubble, weil ihm mit dem neuen 2.5m-Spiegelteleskop auf dem Mount Wilson in Kalifornien das damals gr\u00f6\u00dfte und empfindlichste Teleskop der Welt zur Verf\u00fcgung stand, um langbelichtete Fotoplatten aufzunehmen. Damit gelang ihm der Nachweis von (aufgrund der Distanz sehr schwach leuchtenden) Einzelsternen im Andromedanebel Messier 31 und das Objekt ist tats\u00e4chlich ein eigenst\u00e4ndiges Milchstra\u00dfensystem in ca. 2.5 Millionen Lichtjahren Distanz.\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abbildung 7: Teil der Andromedagalaxie M31, aufgenommen mit 15cm-Newton Spiegelteleskop und Astrokamera. Hineingezoomt erkennt man einzelne Sterne in dieser 2.5 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie. Dieser Nachweis durch Edwin Hubble vor 100 Jahren schrieb Kosmologiegeschichte \u2013 er brauchte daf\u00fcr jedoch damals das gr\u00f6\u00dfte Teleskop der Welt (2.5 m \u00d6ffnung), denn das Zeitalter von CCD\u00b4s und CMOS-Sensoren war noch weit entfernt. E. Hubble musste noch mit Fotoplatten arbeiten. Einzelheiten: siehe Text. (Bild: K. J\u00e4ger).<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Dieses Experiment ist heute mit kleinen Instrumenten relativ einfach nachzuvollziehen (und eigentlich ein sch\u00f6ner Sch\u00fclerversuch f\u00fcr den Physikunterricht).\u00a0<\/span><\/p>

Abbildung 7 zeigt einen Teil der Andromedagalaxie aufgenommen mit einem 15cm-Newton-Spiegelteleskop. Hervorgehoben ist die Sternwolke NGC 206, bestehend aus vielen sogenannten OB-Sternen, d.h. leuchtkr\u00e4ftigen blauen Sternen, die damit trotz der gro\u00dfen Entfernung einigerma\u00dfen leicht fotografisch nachweisbar sind. Warum das heute so einfach geht, zeigt eine kurze \u00dcberlegung: Die modernen Detektoren in einer Astrokamera sind wie oben bereits erw\u00e4hnt etwa 100 Mal empfindlicher, als Edwin Hubble\u00b4s Fotoplatten damals. Dies kompensiert ganz grob schon mal den Unterschied in der Gr\u00f6\u00dfe der Lichtsammelleistung durch die verwendeten Spiegelgr\u00f6\u00dfen (denn z.B. ein 2m-Teleskop sammelt 100 Mal mehr Licht pro Zeiteinheit, als ein 20cm-Teleskop). Dann kommt aber auch noch hinzu, dass die modernen Detektoren quasi linear sind, d.h. dass bei doppelter Belichtungszeit eben auch doppelt so viel Signal gemessen wird. Klassisches analoges und chemisches Fotomaterial unterliegt dem sogenannten Schwarzschildeffekt, d.h. mit zunehmender Belichtung scheint die Empfindlichkeit abzunehmen, weshalb man zunehmend l\u00e4nger belichten muss, um z.B. das Signal jeweils zu verdoppeln.\u00a0<\/span><\/p>

Dank der heute verf\u00fcgbaren Techniken sind noch andere erstaunliche Sachen mit kleinem Equipment m\u00f6glich. Dazu hier ein weiteres Beispiel.\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abbildung 8: Die Spiralgalaxie M33, aufgenommen mit 15cm-Newton Spiegelteleskop, Astrokamera und Schmalbandfiltern f\u00fcr Emis-sionsnebel. Die Galaxie besitzt offenbar zahlreiche r\u00f6tlich leuchtende Sternentstehungsgebiete. Einzelheiten: siehe Text. (Bild. K. J\u00e4ger).<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Abbildung 8 zeigt die ebenfalls ca. 2.5 Millionen Lichtjahre entfernte Spiralgalaxie Messier 33 in einer anderthalbst\u00fcndigen Aufnahme mit dem gleichen 15cm-Teleskop. Diesmal wurde jedoch wieder mit einem Duo-Schmalbandfilter gearbeitet, um gezielt das Licht von Emissionsnebeln messen zu k\u00f6nnen \u2013 also \u00e4hnlich wie bei den Gasnebeln in unserer eigenen Milchstra\u00dfe (Abbildungen 2 bis 5). Neben der Tatsache, dass auch in dieser Galaxie in den Spiralarmen viele schwache Einzelsterne erkennbar sind, fallen vor allem die zahlreichen, r\u00f6tlich leuchtenden Sternentstehungsgebiete auf. Wir sehen hier also Einzelobjekte wie in unserer Galaxis \u2013 nur eben Millionen Lichtjahre entfernt und bei genauem Hinsehen immer noch mit zahlreichen morphologischen Details.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Die Herausforderung steigt \u2013 Details in entfernten Aktiven Galaxien fotografieren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Zu den spannendsten extragalaktischen Objekten z\u00e4hlen zweifellos die Aktiven Galaxien \u2013 Sternsysteme mit aktiven Kernregionen rund um ihr zentrales, Materie akkretierendes, supermasse-reiches schwarze Loch, oft verbunden mit massiver Sternentstehung (Starbursts), meist nur im Radiobereich erkennbaren Materiejets oder durch Wechselwirkung oder Verschmelzung mit Nachbargalaxien gest\u00f6rter Morphologie. Zwar handelt es sich nicht bei allen Objekten dieser Art um die klassischen Quasare bei hohen Rotverschiebungen und damit gro\u00dfen kosmologischen Distanzen, aber man muss schon etwas \u201eweiter raus ins All\u201c und solche Objekte sind eher die typischen Ziele von Gro\u00dfteleskopen, wenn man spezielle Details untersuchen will.\u00a0<\/span><\/p>

Auch hier kann man aber mit entsprechender Ausr\u00fcstung heute interessante Versuche durchf\u00fchren, doch allzu klein sollten die Teleskope nicht sein. Dazu drei spannende Beispiele.\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abbildung 9: Die aktive Starburst-Galaxie M82 in 13 Millionen Lichtjahren Entfernung, aufgenommen mit einem 25cm-Truss-Tube Ritchey-Chretien-Spiegelteleskop, einer ZWO ASI MC183 Pro Astrokamera und Schmalbandfiltern f\u00fcr Emissionsnebel. Die durch Aktivit\u00e4t im Zentrum erzeugten explosionsartigen Ausstr\u00f6mungen sind gut erkennbar. Einzelheiten: siehe Text. (Bild. K. J\u00e4ger).<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Abbildung 9 zeigt die mit 13 Millionen Lichtjahren Distanz noch relativ nahe Starburst-Galaxie Messier 82, in der durch zahlreiche Supernovaexplosionen Turbulenzen und starke Ausstr\u00f6mungen von Gas aus der Galaxienebene \u00fcber Zehntausende von Lichtjahren entstehen. Das Bild entstand mit einem 25cm-Ritchey-Chretien-Spiegelteleskop durch Kombination einer klassischen 3-Farbenaufnahme mit einer Aufnahme in einem OIII\/Halpha Dual-Schmalbandfilter, um die Ausstr\u00f6mungen und morphologischen Besonderheiten besonders hervorzuheben. Dieses Bild kann mit fr\u00fcheren Aufnahmen wesentlich gr\u00f6\u00dferer Teleskope von vor ein paar Jahrzehnten m\u00fchelos mithalten.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abbildung 10: Das aktive, wechselwirkende Galaxienpaar Arp299 in einer Lichtlaufzeitdistanz von ungef\u00e4hr 150 Millionen Lichtjahren \u2013 wir sind jetzt also l\u00e4ngst nicht mehr im lokalen Universum, sondern um einen Faktor 10 weiter entfernt als noch bei M82! Auch dieses Bild entstand mit dem 25cm-Truss-Tube Ritchey-Chretien-Spiegelteleskop und einer ZWO ASI MC183 Pro Astrokamera. Ein-zelheiten: siehe Text. (Bild. K. J\u00e4ger).<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Mit dem gleichen Teleskop und der gleichen Methodik entstand auch die in Abbildung 10 gezeigte Aufnahme der pekuli\u00e4ren Galaxie Arp 299. Es ist erstaunlich, welche Details der aktiven Gebiete und der durch Wechselwirkung eines Galaxienpaares hervorgerufenen morphologischen St\u00f6rungen abgebildet werden k\u00f6nnen, denn dieses Objekt ist mit einer Lichtlaufzeitdistanz von 150 Millionen Lichtjahren mehr als 10 Mal weiter entfernt als Messier 82 und ein typisches Studienobjekt in allen Wellenl\u00e4ngen f\u00fcr Gro\u00dfteleskope am Boden und im Weltraum (vgl. auch https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Arp_299)<\/p>

Eine weitere Herausforderung an die Technik ist in Abbildung 11 zu sehen. Sie zeigt den zentralen Bereich der Quasar\u00e4hnlichen aktiven Riesengalaxie Messier 87 des Virgo-Galaxienhaufens (Abstand ca. 60 Millionen Lichtjahre).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abbildung 11: Der Jet im Zentrum der aktiven Riesengalaxie M87 im Virgo Galaxienhaufen. Dieses Bild entstand mit einem Schmidt-Cassegrain-Teleskop mit 20cm Spiegeldurchmesser und einer ZWO ASI MC183 Pro Astrokamera. Rechts der gleiche Bereich in einer Aufnahme des Weltraumteleskops Hubble. Einzelheiten: siehe Text. (Bild. K. J\u00e4ger, Quelle des Hubble-Bildes: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI\/AURA); Acknowledgment: P. Cote (Herzberg Institute of Astrophysics) and E. Baltz (Stanford University).<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Mit Hilfe von eher kurzen Einzelbelichtungen (mit jeweils 30 Sekunden) wird vermieden, dass der Kernbereich zu sehr durch die ausgedehnte Galaxie \u00fcberbelichtet wird. Bei gutem Seeing ist es dann heute selbst mit kleinen Teleskopen m\u00f6glich, den energiereichen Jet aus dem zentralen Bereichs des schwarzen Lochs auf dem Summenbild (hier sieben Minuten) abzulichten. F\u00fcr den Versuch, den Jet ohne Gro\u00dfteleskop fotografieren zu wollen, w\u00e4re man vor wenigen Jahrzehnten bel\u00e4chelt worden. Messier 87 ist wegen seiner bemerkenswerten Eigenschaften eines der zentralen Forschungsobjekte der Astrophysik \u2013 seit vielen Jahrzehnten und in allen Spektralbereichen (siehe auch https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Messier_87).\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Das Unm\u00f6gliche m\u00f6glich machen<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Das Vordringen in kosmologische Distanzen und das Ablichten von fernen Galaxienhaufen mit relativ kleinen Teleskopen ist heutzutage tats\u00e4chlich m\u00f6glich. Eine relativ leichte \u00dcbung ist die Aufnahme von Gebieten des Virgo Galaxienhaufens in ungef\u00e4hr 60 Millionen Lichtjahren Distanz (Abbildung 12).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abbildung 12: Ausschnitt aus dem Virgo-Galaxienhaufen. Dieses Bild entstand mit einem 15cm Newton-Teleskop und einer ZWO ASI MC183 Pro Astrokamera. Einzelheiten: siehe Text. (Bild. K. J\u00e4ger)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Bemerkenswerter (und doch noch relativ leicht) ist da schon das Fotografieren des Coma-Galaxienhaufens Abell 1656 in einer Lichtlaufzeitdistanz von knapp einer halben Milliarde Lichtjahren \u2013 zu sehen in Abbildung 13.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abbildung 13: Das Zentrum des Coma-Galaxienhaufens Abell 1556 in einer Lichtlaufzeitdistanz von fast 500 Millionen Lichtjahren. Aufnahme mit dem 25cm-Truss-Tube Ritchey-Chretien-Spiegelteleskop und einer ZWO ASI MC183 Pro Astrokamera. Die Belich-tungszeit betrug lediglich 30 Minuten, fast alle Objekte im Bild sind Galaxien. Einzelheiten: siehe Text. (Bild. K. J\u00e4ger)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Abbildung 14: Der Galaxienhaufen Abell 2151 im Sternbild Herkules, ebenfalls in einer Lichtlaufzeitdistanz von fast 500 Millionen Lichtjahren (Aufnahmeinstrument wie in Abbildung 13). Die Belichtungszeit betrug eine Stunde. Hier lohnt es sich, wegen der Morphologie der schwachen Galaxien in das Bild hinein zu zoomen. Dieses Objekt w\u00e4re es eindeutig wert, einmal sehr lange zu belichten. Einzelheiten: siehe Text. (Bild. K. J\u00e4ger)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Bis auf einige Vordergrundsterne aus unserer Galaxis sind die meisten der zahlreichen Objekte im Bild Galaxien des Haufens \u2013 meist elliptische oder spindelf\u00f6rmige Milchstra\u00dfensysteme. Immerhin galt Abell 1556 bis zur Entfernungsbestimmung des Quasars 3C273 in den 1960er Jahren wohl als das entfernteste bekannte Objekt in der Astronomie.\u00a0<\/span><\/p>

Hinsichtlich der Morphologie der Haufengalaxien ist ein Vergleich mit Abbildung 14 interessant.<\/p>

Hier ist ein Bereich des ebenfalls etwa eine halbe Milliarde Lichtjahre entfernten Herkules-Galaxienhaufens Abell 2151 zu sehen. Dieser Haufen enth\u00e4lt im Gegensatz zum Virgo- und Comahaufen eine hohe Zahl an spiralf\u00f6rmigen und vor allem wechselwirkenden Galaxien \u2013 kein Problem, dies heutzutage mit einem 25cm-Teleskop und nur einer Stunde Belichtungszeit (also bis jetzt nur ein Schnappschuss) mit einer Astrokamera nachzuweisen, sofern die Ausr\u00fcstung technisch gewissen Standards folgt. Abell 2151 ist sicherlich ein lohnenswertes Ziel f\u00fcr eine sehr lange Belichtung.<\/p>

Zum Abschluss nun das Ergebnis eines Projekts, welches weit \u00fcber das hinausgeht, was man \u00fcblicherweise als machbar mit kleinen Teleskopen bezeichnet. Der aber tats\u00e4chlich gelungene Versuch ist in Abbildung 15 dokumentiert.<\/p>

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Abbildung 15: Kaum ein extrem weit entfernter Galaxienhaufen hat mehr Ber\u00fchmtheit erlangt als Abell 2218 in ca. zwei Milliarden Lichtjahren Lichtlaufzeitdistanz, weil dieser Haufen beeindruckend den Gravitationslinseneffekt demonstriert. Das Weltraumteleskop Hubble konnte hier eines der ikonischsten Bilder der Astrophysik machen (Ausschnitt oben links). Zu versuchen, mit einem kleinen, erdgebundenen Teleskop von einem Standort mit Lichtverschmutzung und schlechtem Seeing, diesen Haufen zu fotografieren und dabei auch Signaturen des Lensing abzubilden, ist eigentlich ziemlich verr\u00fcckt. Aber es geht. Das Bild entstand mit dem 25cm Ritchey-Chretien-Teleskop des Autors in der N\u00e4he von Heidelberg und ist das Ergebnis von insgesamt 11 Stunden Belichtungszeit. Die Ausschnitte unten links und rechts zeigen u.a. eindeutig einen der B\u00f6gen, der von einer gelensten Galaxie stammt, die \u00fcber sechs Milliarden Lichtjahre entfernt ist (Bild. K. J\u00e4ger, Quelle des Hubble-Bildes: W.Couch (University of New South Wales), R. Ellis (Cambridge University), and NASA\/ESA )<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Eines der ber\u00fchmtesten Bilder des Hubble-Teleskops ist das des etwa 2.1 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxienhaufens Abell 2218, der als Gravitationslinse wirkt und noch viel weiter entferne Galaxien sichtbar macht. Manche von Ihnen sind in Form von Gravitationslinsenb\u00f6gen erkennbar.\nDie Aufgabe lautete: Ist es m\u00f6glich, diesen Haufen mit einem 25cm-Teleskop von einem lichtverschmutzten Ort mit eher schlechtem Seeing abzulichten und dabei sogar solche Gravitationslinsenb\u00f6gen eindeutig zu erkennen? Die Antwort lautet \u201eJa\u201c, wie Abbildung 15 eindrucksvoll demonstriert.\u00a0<\/span><\/p>

Die Gesamtbelichtungszeit des hier gezeigten Bildes betr\u00e4gt bis zu diesem Zeitpunkt ca. 11 Stunden. Der markierte Bogen hat eine Gesamthelligkeit im Bereich der 21. bis 22. Magnitude und eine Rotverschiebung von etwa z=0.7 (Pell\u00f3 et al., A&A 266:6-14, 1992). D.h. die hier durch Abell 2218 gelenste Galaxie liegt in einer Lichtlaufzeitdistanz von etwa 6.3 Milliarden Lichtjahren (nach \u039bCDM Standardkosmologie).<\/p>

Gerade das letzte Beispiel zeigt, dass mit den heutigen technischen M\u00f6glichkeiten erstaunliche Dinge selbst mit relativ kleinen Teleskopen und an nicht idealen Standorten m\u00f6glich sind. Dies wurde auch bereits in unserem Beitrag \u00fcber Lucky Imaging demonstriert.<\/p>

Mit unseren ungleich leistungsf\u00e4higeren Webservatory\u00ae-Teleskopen, die zudem an astronomischen Top-Standorten stehen, bieten wir Ihnen den Zugang f\u00fcr Ihre eigenen herausfordernden Projekte.\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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