M33, auch Dreiecksgalaxie oder Triangulumnebel, ist eine Spiralgalaxie in unserer "Lokalen Gruppe" und liegt ca. 3 Mill. Lichtjahre von der Erde entfernt. Mit einem Durchmesser von ca. 50.000–60.000 Lichtjahren ist sie nach dem Andromedanebel (≈ 150.000 LJ) und der Milchstraße (≈ 100.000 LJ) das drittgrößte Objekt in der Lokalen Gruppe. Der Dreiecksnebel wurde um 1654 vom italienischen Astronomen Giovanni Battista Hodierna entdeckt und am 25. August 1764 von Messier in seine Liste von astronomischen Objekten aufgenommen "der Nebel ist von weißlichem, fast gleichförmigen Licht, ein wenig heller auf zwei Drittel seines Durchmessers und enthält keinen Stern". So ganz stimmt diese Beschreibung nicht, denn M33 ist eher ein sehr komplexes Gebilde. Neben über 800 Veränderlichen (Sternen) mit 350 Cepheiden und vier Novae gibt es 20 Kugelsternhaufen und Supernovaüberreste. 2007 wurde im Zentrum die Röntgenquelle X-7 entdeckt, ein kleines schwarzes Loch (16 Sonnenmassen) zusammen mit einem Blauen Riesenstern von 70 Sonnenmassen in einem Doppelsternsystem.
Wie weit ist M33 entfernt? Wie kann man das genau messen?
Die Eigenbewegungen von Galaxien in der lokalen Gruppe sind bis heute nicht genau bekannt. Man kennt durch Dopplereffektmessungen die Radialgeschwindigkeiten entlang der Sichtachse M33-Milchstarße. Damit alleine ist es jedoch nicht möglich die drei-dimensionale Bahn einer Galaxie zu rekonstruieren.
Mit Hilfe von modernen Radioteleskopen wurde konnte die Bewegung von zwei Wasserdampfwolken in M33 über einen Zeitraum von drei Jahren mit dem VLBA (Interferometrie mit langen Basislinien) verfolgt werden. Der Wasserdampf, der 1976 mit dem 100-Meter-Radioteleskop in Bad Münstereifel-Effelsberg in M33 entdeckt wurde und der erste Nachweis von Wasser in einer anderen Galaxie war, emittiert Radiowellen in einer Wellenlänge von 13 mm, verstärkt durch den „Maser“-Effekt, der analog zur bekannten Laser-Emission im Bereich des sichtbaren Lichtes funktioniert. Die neuen Messungen zeigten, dass sich M33 etwa 100-mal langsamer bewegt als früher behauptet. Die Wasserdampfwolken bewegen sich zusammen mit der Galaxie im Jahr nur um etwa 30 Mikrobogensekunden am Himmel. Die erreichte Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessung ist 5 Mikrobogensekunden pro Jahr. Aus einer Entfernung von 500 km könnte man mit dieser Genauigkeit noch eine Bewegung von 0,01 mm pro Jahr entdecken. Eine solche Genauigkeit ist nur mit VLBA möglich.
Aus den gemessenen Daten konnte die Entfernung der Galaxie M33 (und anderer naher Objekte) durch einfache geometrische Prinzipien direkt bestimmt werden, um das Universum in unserer Nachbarschaft neu zu vermessen. Dazu wird die Rotationsgeschwindigkeit der Galaxienscheibe aus Wasserstoffgas, die man mithilfe des Doppler-Effektes messen kann, mit der gemessenen relativen Winkelbewegung zwischen den beiden Wasserstoffwolken am Himmel verglichen. Aus der Rotationskurve und dem Inklinationswinkel von M33 kann man berechnen, dass sich die beiden Wasserdampfwolken relativ zueinander mit 106 Kilometern pro Sekunde bewegen. Verglichen mit den beobachteten 30.8 Mikrobogensekunden pro Jahr ergibt sich eine Entfernung von M33 von etwa 2.4 Millionen Lichtjahren.
Die Bewegung einer einzelnen Wasserdampfwolke in M33 setzt sich aus der Rotation von M33, der Bewegung von M33 am Himmel und einer scheinbaren Bewegung durch die Rotation unserer Milchstraße zusammen. Da die Rotation von M33 und auch die Rotation unserer Milchstraße bekannt ist, kann man auch die Bewegung von M33 bestimmen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich M33 mit 190 Kilometer pro Sekunde relativ zu unserer Milchstrasse und in Richtung auf unsere Schwestergalaxie, der Andromeda-Galaxie, bewegt. Sie wird diese wohl knapp verfehlen, wird aber später wohl in die riesenhafte vereinigte Andromeda-Milchstraßengalaxie reingezogen. Beobachtungen von M33 und anderen Galaxien sowie Simulationen sollen nun helfen die Masse der Milchstraße und die Verteilung der dunklen Materie in ihrer Umgebung besser zu verstehen.
Mit den heutigen Teleskopen können aber nur die hellsten extragalaktischen Wasserdampfwolken in wenigen Galaxien beobachtet werden. Dies wird sich erst durch das geplante Square Kilometer Array (SKA) ändern. Dies ist ein geplanter Verbund von vielen Radioteleskopen mit einer Gesamtfläche von einem Quadratkilometer. Mit einem solchen Riesenteleskop wird man die genauen Entfernungen und Bewegungen von den meisten benachbarten Galaxien messen und sich unter Umständen noch bis in den benachbarten Virgo-Haufen vorarbeiten können.
Lit. Middelberg, Enno et al. Der schärfste Blick ins All: Neue Grenzen in interkontinentaler Radiointerferometrie. https://www.mpg.de/816095/forschungsSchwerpunkt1
Mit Filter für H-alpha (hier ein Schmalbandfilter für eine Farbkamera obere Reiche) sind die Sternbildungsregionen gut sichtbar. M33 ist nicht besonders lichtstark und wirkt auf Bildern leicht diffus. Ein Objekt für Mondlicht-arme Nächte.
obere Reihe | links, combined, Mitte RGB, rechts L-extreme-Filter |
Teleskop, Montierung; Komakorrektor | Skywatcher 8'' f5 Newton (200/1000 mm), EQ6-R-Pro, TSGPU |
Kamera | Zwo ASI 533 McPro |
Belichtung, Filter | RGB 16x150s, 6x150s L-extreme (0.9 h) |
Korrekturframes | Flats, Darkflats, Darks |
Guiding | OAG, 200/60 mm Teleskop, Zwo 120MM |
Software | N.i.n.a, PHD2, Astropixelprozessor, Affinity Photo |
Ort der Aufnahme, Datum | Besitz, 19.09.2021 |
untere Reihe, links | |
Teleskop, Montierung; Komakorrektor, Guiding | TsOptics 6'' f4 Newton (150/600 mm), EQ6-R-Pro, TSGPU, OAG, 200/60 mm Teleskop, Zwo 120MM |
Kamera, Filter, Belichtung | Canon 6D iso 1600, UV-IR-cut Filter AL-2 (192x90 s); Canon 6D iso 3200 Optonlong, iso 3200 (27x300s) gesamt 6.9 h |
Korrektor, Korrekturframes | Flats, Darkflats, Darks |
Software | N.i.n.a, PHD2, Astropixelprozessor, Affinity Photo |
Ort der Aufnahme, Datum |
untere Reihe, Mitte | |
Teleskop, Montierung; Komakorrektor | Skywatcher 8'' f5 Newton (200/1000 mm), EQ6-R-Pro, TSGPU |
Kamera, Guiding | Canon 550D, OAG, 200/60 mm Teleskop, Zwo 120MM |
Belichtung | RGB 26x150s (1.1 h) |
Korrektor, Korrekturframes | Flats, Darkflats, Darks |
Software | N.i.n.a, PHD2, Astropixelprozessor, Affinity Photo |
Ort der Aufnahme, Datum | Besitz, 06.10.2021 |
untere Reihe, rechts | |
Teleskop, Montierung; Komakorrektor | GSO RC8 (200/1624 mm) f8 Newton (200/1000 mm), EQ6-R-Pro, TSGPU |
Kamera, Guiding | Zwo ASI 533 McPro, OAG, 200/60 mm Teleskop, Zwo 120MM |
Belichtung | 161x150s (6.7 h) A-L2 UV-IRcut Filter |
Korrektor, Korrekturframes | Flats, Darkflats, Darks |
Software | N.i.n.a, PHD2, Astropixelprozessor, Affinity Photo |
Ort der Aufnahme, Datum | Besitz, 22.-29.09.2021 |