Erkundung des Sharpless-Katalogs heller Nebel: Eine fantastische Reise durch die Nebel der Milchstraße

Autor | Wang Siliang

Rezension | Zheng Chengzhuo

Herausgeber | Zhao Jingyuan

Im riesigen Sternenmeer sind Nebel einer der faszinierendsten Himmelskörper. Sie sind die Geburtsstätte der Sterne und die aktive Darstellung chemischer Elemente im Universum. Ihre farbenfrohen Formen und geheimnisvollen Eigenschaften ziehen die Aufmerksamkeit unzähliger Astronomen und Astronomie-Enthusiasten auf sich. Der Sharpless-Katalog, ein Sternenkatalog, der viele wichtige Nebel abdeckt, offenbart uns viele erstaunliche Nebelregionen in der Milchstraße und ist ein wichtiges Dokument zur Aufzeichnung dieser kosmischen Wunder.

Elefantenrüsselnebel Sh 2-131 (Foto vom Autor)

1. Ursprung und Entwicklung

Im Jahr 1953 verwendete der amerikanische Astronom Stewart Sharpless Bilder des Palomar Sky Survey (POSS), um eine umfassende Untersuchung und Katalogisierung der ionisierten Wasserstoffregionen (H-II-Regionen) in der Milchstraße durchzuführen. H-II-Regionen sind Nebel, die von jungen, heißen Sternen gebildet werden, die das umgebende Gas anregen, und sind oft Brutstätten der Sternentstehung. Basierend auf dieser Arbeit veröffentlichte Sharpless 1953 die erste Ausgabe des Sharpless Catalogue of Bright Nebulae, der 142 Objekte enthielt. Im Jahr 1959 veröffentlichte er dann eine zweite und letzte Ausgabe, die 313 Himmelskörper umfasste. Dieser Katalog deckt die H-II-Regionen nördlich der Deklination -27° so umfassend wie möglich ab, obwohl auch einige weiter südlich gelegene Nebel eingeschlossen sind. Ein vollständiges Bild des Sharpless-Nebels kann in Referenz 8 eingesehen werden.

Der amerikanische Astronom Stuart Sharpless. Bildquelle: Rochester Review, 29, 7 (1966)

Die Koordinaten im Sharpless-Katalog der hellen Nebel basieren auf den Katalogen von Bonn und Cordoba, allerdings wurde die Epoche der zweiten Ausgabe auf 1900 angepasst. In der zweiten Ausgabe wiesen die Koordinaten einiger südlicher Himmelsregionen Unsicherheiten von mehr als 1 Bogenminute auf. Daher wurde später eine überarbeitete Version des BFS-Katalogs (Blitz, Fich und Stark) veröffentlicht, in der 65 neue Regionen hinzugefügt und etwa 20 Himmelskörper entfernt wurden.

Sh 2-190 enthält den Herznebel IC 1805 und den Fischkopfnebel NGC 896 (Foto vom Autor)

2. Inhalt, Merkmale und Bedeutung

Sharpless verwendete eine sehr breite Definition des Begriffs „H-II-Region“, die einige planetarische Nebel, Supernova-Überreste und Reflexionsnebel einschloss. In seinem Katalog klassifizierte Sharpless H-II-Regionen anhand mehrerer Parameter wie Durchmesser, Morphologie (rund, elliptisch, unregelmäßig), Struktur (amorph/linear), Helligkeit und den ihnen zugeordneten Sternen. Das Papier analysiert außerdem die Verteilung der H-II-Regionen und verwendet diese Regionen, um die Richtung der galaktischen Ebene zu bestimmen. Zusätzlich zu den echten H-II-Regionen enthält der Katalog auch einige „falsch klassifizierte“ Objekte, wie etwa Reflexionsnebel (oft in Verbindung mit H-II-Emissionsnebeln), große planetarische Nebel, Supernova-Überreste, Wolf-Rayet-Blasen (wie etwa den Delphinnebel Sh 2-308) und zwei Maffei-Galaxien.

Supernova-Überrest Schleiernebel Sh 2-103 (Foto vom Autor)

Der Sharpless-Katalog der hellen Nebel enthält auch einige Himmelskörper, die bereits in anderen berühmten Sternkatalogen vorhanden sind [wie dem Messier-Katalog (M), dem New General Catalogue of Nebulae and Star Clusters und seinen Ergänzungen (NGC und IC) sowie dem RCW-Katalog usw.], darunter viele Nebel, die Astronomie-Enthusiasten bekannt sind, darunter klassische Objekte im Messier-Katalog [wie der Schwanennebel M17 (Sh 2-45) und der Orionnebel M42 (Sh 2-281)] sowie berühmte NGC-Objekte [wie der Schleiernebel (Sh 2-103, oben), der aus NGC 6960 und NGC 6992 besteht, und der Kaliforniennebel NGC 1499 (Sh 2-220)]. Natürlich gibt es im Katalog auch viele Objekte, die bisher nicht katalogisiert wurden, wie beispielsweise Barnards Ring Sh 2-276 (in Richtung Orion kann er als eines der bekanntesten Objekte im Katalog angesehen werden) und der Eridanus-Ring Sh 2-245, der einen ähnlichen Namen, aber eine größere Fläche hat.

Obwohl der Sharpless-Katalog hauptsächlich Objekte am Nordhimmel enthält, haben Astronomen, um die Nebel in der Milchstraße vollständig zu verstehen, auch ähnliche Sternkataloge für den Südhimmel erstellt, wie etwa den aktuellen RCW-Katalog und den Gum-Katalog. Der RCW-Katalog wurde 1960 von den australischen Astronomen Alex Rodgers, Colin Campbell und John Whiteoak veröffentlicht, deckte hauptsächlich den südlichen Himmel ab und war eine Erweiterung des früheren Katalogs von Colin Gumm. Einige der Nebel im Sharpless-Katalog erscheinen auch im RCW-Katalog, und es gibt viele Überschneidungen – mindestens 50 Objekte im Sharpless-Katalog erscheinen auch im RCW-Katalog. Im RCW-Sternkatalog gibt es viele berühmte Nebel am Südhimmel, wie zum Beispiel den Carinanebel RCW 53 (unten). Der Gum-Nebel-Katalog wird seltener verwendet, aber Gum 12 (oft Gum-Nebel genannt) ist als größter Emissionsnebel am Himmel sehr berühmt. Es befindet sich in Richtung der Sternbilder Vela und Puppis und hat eine Breite von etwa 36° (der Bereich, den es einnimmt, überschneidet sich mit dem Supernovaüberrest von Vela), was der Breite von 72 Vollmonden entspricht!

RCW 53 Carinanebel (Foto vom Autor)

Die Bedeutung des Sharpless-Katalogs liegt nicht nur darin, dass er den Astronomen eine systematische Liste von Nebeln liefert, sondern auch darin, dass er wertvolle Daten für die Untersuchung von Sternentstehungsgebieten liefert. Diese Nebel sind die Wiegen der Sternentstehung und von entscheidender Bedeutung für unser Verständnis des Lebenszyklus von Sternen, der Struktur und Entwicklung der Milchstraße sowie der physikalischen und chemischen Eigenschaften des interstellaren Mediums.

3. Amateurbeobachtung

Für Liebhaber der Astrofotografie ist der Sharpless Catalogue of Bright Nebulae eine perfekte Liste zur Nebelfotografie, selbst in Umgebungen mit starker Lichtverschmutzung. Viele erfahrene Deep-Sky-Fotografen begannen, den Sharpless-Nebel einen nach dem anderen zu fotografieren und schufen so eine Reihe von Nebel-Meisterwerken in Hubble-Farben. Bei Verwendung eines SHO-Schmalbandfilters mit einer Bandbreite von 3 nm weisen diese Nebel selbst bei Störungen durch starkes Mondlicht und städtische Lichtverschmutzung noch immer eine sehr hohe Durchlässigkeit und einen sehr hohen Kontrast auf. Allerdings variieren die Größen der Objekte im Sharpless-Katalog erheblich. Manche, wie etwa Sh 2-109, haben eine Ausdehnung von über 1000 Bogenminuten, während andere nur wenige Bogenminuten groß sind. Dies bedeutet, dass Sie unabhängig von der verwendeten Ausrüstung und der Größe Ihres Teleskops und der Bildsensor-CCD-Kamera immer ein Objekt finden können, das zu Ihrer Ausrüstung passt. Dies bedeutet jedoch, dass Sie eine Reihe unterschiedlicher Geräte benötigen, wenn Sie viele der Objekte im Sharpless-Katalog abbilden möchten. Für die kleinsten Ziele ist möglicherweise ein großes Teleskop mit einer Brennweite von über 1000 mm erforderlich, während für größere Ziele möglicherweise Geräte wie beispielsweise ein Kameraobjektiv mit einer sehr kurzen Brennweite erforderlich sind.

Supernova-Überrest Sh 2-105, Halbmondnebel und Teil des weiten Schwanennebels (Foto vom Autor)

Für Astronomie-Enthusiasten, die sich für visuelle Beobachtungen begeistern, ist der Sharpless-Katalog der hellen Nebel ebenfalls eine wahre Fundgrube. Sein Anspruch und Schwierigkeitsgrad übertreffen den des Messier-Katalogs und des Caldwell-Katalogs bei weitem. Obwohl der Sharpless-Katalog viele Messier- und NGC/IC-Objekte enthält, enthält er auch viele Objekte, die nicht in anderen Katalogen erfasst sind, insbesondere große H II-Wolken mit geringer Anregung. Diese Ziele haben eine große Fläche und eignen sich daher für die Beobachtung mit kleinen Teleskopen. Barnards Ring Sh 2-276 kann sogar mit bloßem Auge durch einen OIII-Filter beobachtet werden. Viele dieser Nebel sind für visuelle Beobachter jedoch schwer zu erkennen. Im Gegensatz zu CCD-Beobachtern, die H α-Filter verwenden können, sind unsere Augen gegenüber der roten H α-Emissionslinie sehr unempfindlich. Diese Emissionslinie wird hauptsächlich von einigen Zapfen wahrgenommen, die für Rot empfindlich sind. Allerdings ist die Dunkeladaptionsfähigkeit dieser Zapfen viel geringer als die der Stäbchen, die für Grün empfindlich sind. Daher müssen wir uns auf die O III-Emissionslinie (496 nm und 501 nm) und die H β-Emissionslinie (486 nm) verlassen. Wir können O III-Filter oder schmalbandige UHC-Filter verwenden, die die Emissionslinien O III und H β abdecken. Bei Objekten mit geringer Anregung in diesem Katalog ist die Intensität der O III-Emissionslinie schwach und ihr bestes Beobachtungsband ist normalerweise das H β-Band. Für diese Objekte empfiehlt sich die Verwendung eines H β-Filters. Doch selbst mit den richtigen Filtern sind viele Sharpless-Objekte aufgrund ihrer geringen Helligkeit, großen Fläche und ihres geringen Kontrasts immer noch schwer visuell zu beobachten. Für die visuelle Beobachtung dieser Objekte ist häufig eine dunkle Umgebung mit klarem Himmel erforderlich. Die in den letzten Jahren in der Amateurastronomie immer beliebter gewordenen Nachtsichtgeräte haben diese Sichtlücken jedoch allmählich geschlossen, insbesondere durch die Verwendung eines lichtstarken Teleobjektivs mit großer Blendenöffnung F1-2,8 und dualem Schmalbandfilter H α+O III. Die feinen Details dieser Nebel können in den Nachtsichtgeräten von mehr als drei Generationen in Echtzeit angezeigt werden und bieten so ein umfassendes, immersives Erlebnis.

Nebel, fotografiert durch das Nachtsichtokular, darunter 13 Sharpless-Nebel (fotografiert vom Autor)

Der Sharpless-Katalog heller Nebel ist nicht nur ein wichtiges Werkzeug für die astronomische Forschung, sondern bietet auch Astronomie-Enthusiasten eine Fülle von Erkundungsressourcen. Es hat die Erforschung der Sternentstehung und des interstellaren Mediums durch die systematische Aufzeichnung und Klassifizierung von H-II-Regionen und verwandten Objekten in der Milchstraße gefördert und ist zu einer anspruchsvollen und faszinierenden Beobachtungs- und Fotografieliste im Bereich der Amateurastronomie geworden. In Zukunft wird unser Verständnis dieser Nebel umfassender und tiefer sein und der Sharpless-Katalog heller Nebel wird weiterhin eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung der Astronomie spielen.

Verweise

1. Sharpless-Katalog, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Sharpless_catalog

2. Stewart Sharpless, Ein Katalog der H II-Regionen, Astrophysical Journal Supplement, 1959, Bd. 4, S. 257-279

3. Sharpless HII-Regionen, Teleskope und Deep Sky von Reiner Vogel, https://www.reinervogel.net/index_e.html?/Sharpless/Sharpless_e.html

4. Reiner Vogel, Der Sharpless-Beobachtungsleitfaden, 2012, https://www.reinervogel.net/pdf/Sharpless.pdf

5. Sharpless Catalogue Observers Guide, Astronomie-, Astrofotografie- und Teleskop-Blog, http://astro.neutral.org/astronomy_blog/blog/item/2010/08/sharpless-catalogue-observers-guide

6. Sharpless HII-Regionen, Abenteuer im Weltraum, https://adventuresindeepspace.com/sharp.htm

7. Alan Goldstein, Gum-Nebel, Astronomie, https://www.astronomy.com/science/gum-nebula/

8. Der Sharpless-Katalog, Galaxienkarte, http://galaxymap.org/cat/list/sharpless/1

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