Shakhbazian-Galaxiengruppen - Teil 1 

Paul Hicksons Atlas of Compact Groups of Galaxies (1982) umfaßt 100 kleine Galaxiengruppen, die auf Durchmusterungen des POSS gefunden wurden [1]. Neben den populären Vertretern dieser Objektklasse, wie z. B. Stephan's Quintet oder Copeland's Septet (siehe Objekte der Saison in diesem Heft), stellen gerade die weniger bekannten Hickson-Gruppen interessante Ziele für visuelle Beobachter mit größeren Teleskopen dar. Mit Ausnahme einiger schwieriger Exemplare sind viele Gruppen schon mit einem 12-Zöller und beinahe alle mit einem 14-Zöller beobachtbar. Über die Galaxiengruppen des Hickson-Atlas hinaus wurden auf den POSS-Platten rund 400 kompakte und zumeist viel schwächere Galaxienansammlungen identifiziert. Bemerkenswert ist, daß die meisten dieser Objekte für Galaxien untypische spektrale Eigenschaften aufweisen.

Bereits 1957 entdeckte die armenische Astronomin Romela Shakhbazian bei der Durchsicht der im roten Spektralbereich gewonnenen POSS-Platten eine Gruppe von relativ hellen und kompakten Objekten innerhalb eines Durchmessers von einer Bogenminute, die sie selbst für einen Offenen Sternhaufen hielt [2]. Erst 15 Jahre später, als Halton Arp auf eine mögliche extragalaktische Natur dieser Objekte hingewiesen hatte, wurden die fünf hellsten Mitglieder der Ansammlung näher untersucht. Die gemessenen Radialgeschwindigkeiten wiesen auf eine Entfernung von über 600 Mpc oder fast 2 Milliarden Lichtjahren hin [3].

Der tatsächliche Durchmesser dieser später Shakhbazian 1 (Shkh 1) genannten Galaxiengruppe beträgt ca. 120 kpc. Sie besteht aus 20 Galaxien, die im Mittel 25 kpc voneinander entfernt sind. Die Kompaktheit der Gruppe wird im Vergleich mit den Daten des Andromedanebels deutlich: Unsere Nachbargalaxie besitzt einen Durchmesser von ca. 40 kpc. Die Galaxien in Shkh 1 sind demnach in einem Volumen konzentrlert, das nur geringfügig größer ist als eine gedachte Kugel um das Zentrum von M 31 mit einem Radius von 60 kpc; und obwohl sie sehr viel kleiner sind, hat jede dieser Galaxien eine dem Andromedanebel vergleichbare Masse und Leuchtkraft. Später wurden weitere Galaxiengruppen dieser Art gefunden; jeder Identifikation oder Positionsbestimmung ging stets das mühsame Durchsuchen unzähliger POSS-Platten voraus. Um eine Verwechslung mit den Hickson-Gruppen zu vermeiden, werden sie offiziell Shakhbazian Compact Groups of Galaxies (SCGG) genannt. Folgende Merkmale zeichnen diese Objekte aus [4, 5]:

- Shakhbazian-Gruppen sind wie Hickson-Gruppen räumlich isoliert, d. h. in der näheren Umgebung gibt es keine weiteren Galaxien.
- Sie bestehen aus mindestens fünf Einzelobjekten sehr hoher Leuchtkraft.
- Die Konzentration der Gruppen ist sehr hoch; die Entfernungen zwischen den Galaxien betragen nur das 3- bis 5fache eines Galaxiendurchmessers.
- Die Galaxien sind Objekte hoher Flächenhelligkeit mit kompaktem bis absolut stellarem Erscheinungsbild. 
- Mindestens die Hälfte der Gruppenmitglieder weist eine rote Färbung auf, bzw. ist im roten Spektralbereich (roter POSS/DSS) und im Visuellen heller als im Blauen; auf der Blaukopie des POSS sind die Galaxien schwächer, aber nicht mehr stellar.

Shakhbazian visuell

Die Helligkeiten der schwächsten Galaxien in Shakhbazian-Gruppen reichen mit durchschnittlich 19m bis 20m in die Nähe der POSS-Grenzgröße, liegen also weit jenseits der visuellen Möglichkeiten, sogar jenseits der schwächsten Galaxienhaufen (Abell distance class 7; zehnthellste Galaxie schwächer als 18m). Ein weiteres Problem stellt die geringe Größe der meisten Gruppen im Hinblick auf eine visuelle Auflösung dar: Deren Durchmesser betragen - einige wenige Fälle ausgenommen - 1' oder kleiner, ähnlich kompakten Feld- oder Haufengalaxien. Bei derartig kleinen Ansammlungen ist an eine visuelle Trennung in einzelne Gruppenmitglieder absolut nicht zu denken. Aber je nach Flächenhelligkeit einer Gruppe, d. h. Kompaktheit (Galaxiendichte) und der Häufigkeit hellerer Einzelobjekte, kann sie durchaus eine höhere Gesamthelligkeit erreichen. Allerdings wird man sich damit begnügen müssen, diese Gruppen unaufgelöst zu beobachten. Der visuelle Eindruck ist dann mehr oder weniger der einer schwachen einzelnen Feldgalaxie. Hiermit kann man mehr als zufrieden sein, denn auch auf dem POSS/DSS machen die kompakten Grüppchen einen recht bescheidenen Eindruck. Hier zählt mehr der sportliche Ehrgeiz als der ästhetische Reiz.

Shakhbazian-Gruppen liegen aber in z. T. sehr unterschiedlichen Entfernungen. Die größten Distanzen betragen ca. 800 Mpc, die kleinsten 120 Mpc. Man kennt gut zwei Dutzend solch relativ nahestehender und daher gestreuterer Gruppen mit Durchmessern zwischen 2' und 15', in denen einzelne Galaxien visuelle Helligkeiten von l6m und heller aufweisen, also mit großer Öffnung im oberen Vergrößerungsbereich getrennt zu erfassen sind. Ein großes Teleskop reicht aber nicht aus, um dieser Objekte visuell habhaft zu werden. Unabdingbar ist natürlich ein sehr dunkler Himmel und, wichtiger noch aufgrund der erforderlichen hohen Vergrößerungen, gutes Seeing. Überdies ist Erfahrung in der Beobachtung von Grenzobjekten von Vorteil, insbesondere Galaxienhaufen (dc 2-3) und schwierigere Hickson-Gruppen.

Der Name Shakhbazian ist in der gängigen Deep-Sky-Literatur unbekannt, also ist man gezwungen, auf spezielle Datenquellen zurückzugreifen. Informationen aus erster Hand bietet der Potsdamer Shakhbazian-Katalog [6], auch Shakhbazian-Survey oder kurz CSCGG, der gegenwärtig über 377 Gruppen des Nordhimmels bis ca. -8° Deklination Auskunft gibt. Er beinhaltet eine größere Auswahl von Galaxiengruppen auf POSS/DSS-Negativen dargestellt, was die visuelle Identifikation sehr erleichtert. Darüber hinaus sind hier neben bogensekundengenauen Positionen (2000.0) einzelner Galaxien auch sehr verläßliche visuelle und Rot-Helligkeiten angegeben. Anders als bei "normalen" Galaxien, deren fotografische oder Blau-Helligkeiten meist ca.
eine Größenklasse schwächer als die entsprechenden visuellen Werte sind, verhält es sich bei Shakhbazian-Objekten gerade umgekehrt. Wie oben erwähnt, sind die einzelnen Galaxien im Roten und Visuellen heller als im blauen Teil des Spektrums. Wegen des grösseren Rot-Anteils am Gesamtspektrum sind die publizierten Rot-Helligkeiten im Vergleich je nach der Flächenhelligkeit einer Galaxie mindestens eine halbe Größenklasse heller als im Visuellen; d. h. eine Galaxie mit 16m kann 16m,5v oder schwächer sein. Für den visuellen Beobachter ist das ohne Belang, denn die Galaxien sind durchweg von hoher Flächenhelligkeit. Eine stellare 16m-Galaxie wird stets leichter zu sehen sein als ein gleichhelles flächiges Objekt. Außerdem sollte man sich grundsätzlich immer auch an solchen Objekten versuchen, die jenseits der persönlichen und instrumentellen Leistungsgrenze liegen.

Neben Shkh 49 [7] hat der Autor bis Ende 1997 14 weitere Gruppen mit dem 18" beobachtet, zumeist unter ausgezeichneten Alpenbedingungen (fst 6m,8 - 7m,2). Einige weitere sehr schwierige Gruppen stehen als potentielle Kandidaten auf dem Programm. Ergänzt werden die Daten durch Beobachtungen von Ronald Stoyan mit 14" Öffnung. An dieser Stelle zu erwähnen bleibt, daß mit Ausnahme dieser wenigen leichteren Objekte eine Fernrohröffnung von 18" als Untergrenze anzusetzen ist. Dahingegen sollten in einem 25-Zöller schon annähernd 50 Shakhbazian-Gruppen potentiell beobachtbar sein.

Shkh 1

(UMa) ist visuell keinesfalls der Spitzenreiter. Mit einem Durchmesser von ca. 1' gehört die Gruppe zu jenen Objekten, die auch in großen Teleskopen visuell nicht aufzulösen sind. Shkh 1 wurde von Tom Clark mit einem 36"-Newton auf der Texas Star Party 1994 vorgeführt. In [8] wird der visuelle Eindruck trotz des riesigen Teleskops nur als "ill defined glow" beschrieben. Im 18" war das Objekt nicht eindeutig feststellbar.

Shkh 3

Shkh 3 (DSS)

(UMa) gehört mit 0,5' Längsausdehnung zu den extrem kompakten Gruppen. Interessant sind die zusätzlichen Bezeichnungen VV 153 und MCG+919-19A. Danach wurde das Objekt von B. A. Vorontsov-Velyaminov im Atlas and Catalog of Interacting Galaxies (1959) bereits als wechselwirkende Galaxie oder Galaxienpaar erkannt, später aber dennoch vom selben Autor im Moskauer Morphological Catalog of Galaxies (1962) als einzelne Galaxie eingetragen. Shkh 3 besteht in Wirklichkeit aus sechs stellaren Galaxien, deren Helligkeiten nicht näher angegeben sind. Die visuelle Gesamthelligkeit der unaufgelösten Gruppe dürfte schätzungsweise um 15m,5 liegen. Nach der Erfahrung mit Shkh 1 war es mehr als überraschend, daß Shkh 3 im 18" zweifelsfrei erkannt werden konnte. Bei hoher Vergrößerung war ein sehr schwaches Glimmen wahrzunehmen. Die Gruppe ist nicht vollständig von einem unmittelbar nördlich stehenden Stern zu trennen. Shkh 3 liegt unweit der 12m-Galaxie NGC 3549.

Shkh 5

Shkh 5 (DSS)

(UMa) ist identisch mit der Hickson-Gruppe 50 und liegt ganz in der Nähe des Eulennebels M 97. Prominent ist die kleine Galaxie PGC 34279, die unmittelbar südöstlich des bekannten PN zu finden ist (vgl. [9]). Shkh 5 steht ca. 20' östlich von dieser Galaxie. Die Fünfergruppe ist jedoch ein in jeder Hinsicht extremes Objekt und selbst Beobachter mit größeren Geräten, die PGC 34279 als leicht empfinden, könnten hier verzweifeln. Ein Blick auf die Helligkeiten zeigt auch warum. Typischerweise liegen die Galaxienhelligkeiten bei Hickson-Gruppen zwischen 14m und 16m; im Fall von Hickson 50 ist das hellste Gruppenmitglied (1) - PGC 34447 oder Hick 50A - gerade mal 16m,2 schwach. Lediglich dieses Objekt ist im 18" als sehr schwaches und kompaktes, aber deutlich flächiges Gebilde noch eindeutig wahrnehmbar. Sehr vage ist dagegen die Beobachtung des Objekts (5).

Shkh 16

Shkh 16 (DSS)

Zeichnung von Andreas Domenico mit 18"

Zeichnung von Ronald Stoyan mit 14"


(Dra), eine wunderschöne Galaxienkette von ca. 5' Länge, die auch als 1Zw 167 eingetragen ist. Aufgrund ihrer von gravitativer Wechselwirkung zeugenden besonderen Anordnung, wurden diese Galaxien im Atlas of Peculiar Galaxies (H. C. Arp, 1966) als Arp 330 verzeichnet. Die einzelnen Mitglieder reihen sich in einer geschwungenen, NNO-SSW-orientierten Kette aneinander. Der GSC positioniert die Objekte ohne Ausnahme falsch. Die hellste Galaxie MCG +9-27-94 ist im 14" und 18" gleichermaßen auffällig. Mit 14" sind fünf Galaxien (1-5) auszumachen, eine weitere ist im 18" extrem schwach. Leider steht am nordöstlichen Rand der Gruppe ein heller Stern, der sich besonders auf die Wahrnehmung der schwachen Galaxie (4) störend auswirkt. Eine nur wenige Bogensekunden nordöstlich gelegene, recht isolierte 17m-Galaxie (7) wäre ohne die Einwirkung des Sterns im 18" vielleicht noch "machbar".


Shkh 19

Shkh 19 (DSS)

(Com) ist wie Shkh 3 eine extrem kompakte Gruppe, mit ca. 0,4' Durchmesser noch kleiner und auch entsprechend schwieriger. Fünf Fehlversuche gingen der visuellen Erstsichtung im 18" voraus, die erst unter 7m,2-Alpenhimmel gelang. Einzelne Galaxien waren beim besten Willen nicht zu erkennen. Ebenso wie Shkh 3 wurde auch diese Gruppe zunächst als wechselwirkendes System interpretiert, aber später vom selben Institut quasi zu einer einfachen Galaxie "zurückverwandelt". Darauf weisen die beiden zusätzlichen Eintragungen VV 678 und MCG+3-34-39 hin. Der visuelle Eindruck ist der eines formlosen Schimmers an der Wahrnehmungsgrenze.


Shkh 26

Shkh 26 (DSS)

Zeichnung von Andreas Domenico mit 18"

(UMa) besteht aus 27 winzigen Galaxien auf nur 5' × 5' und zählt zu jenen Gruppen, die mit den Zentralgebieten schwacher Galaxienhaufen identisch sind. Shkh 26 liegt innerhalb des als dc 5 klassifizierten Haufens Abell 1143 (die Helligkeit der zehnthellsten Galaxie beträgt 17m,2). Dieses Level liegt außerhalb der Reichweite eines 18-Zöllers, somit ist hier auch nicht viel zu sehen: Zwei Objekte, aber davon eines mit beachtlicher Helligkeit. Der POSS zeigt MCG+8-20-69A (1), mit 13m,4 das hellste Einzelobjekt einer Shakhbazian-Gruppe, als eine Agglomeration aus fünf stellaren Galaxien. Visuell erkennt man einen knotigen Schimmer, der bei hoher Vergrößerung unregelmäßig geformt erscheint. MCG+8-20-67A (2) ist auf dem POSS doppelt, visuell aber ziemlich schwach. Weitere Galaxien im Gebiet von Shkh 26 sind nicht verifizierbar.


Shkh 30

Shkh 30 (DSS)

(Psc), auch IC 5357-Gruppe oder Hickson 97, ist eine der leichteren Gruppen mit Shakhbazian-Nummer. Schon die zentrale Galaxie IC 5357 (Hick 97A) fällt mit 13m,9 und 1,7' Durchmesser aus dem Rahmen. Eine Beobachtung von Klaus Veit mit 8" beweist, daß IC 5357 schon in Geräten mittlerer Öffnung sichtbar ist. Die Gruppe enthält drei weitere IC-Objekte: 5351 (2) scheint auf dem POSS doppelt zu sein, visuell ist im 18" nur ein kompaktes Gebilde zu sehen; 5356 (3), das zweithellste Objekt der Gruppe, ist ebenfalls flächig; das trifft auch für 5359 (5) zu, wobei diese auf dem POSS spindelförmige Galaxie visuell sehr schwach ist. Eine Elongation ist nicht festzustellen. Unmittelbar südöstlich stehen mit MCG+16-0-40 und MCG+16-0-41 zwei weitere Objekte, die aber nach dem Katalog der Galaxiengruppe nicht zugehörig sind.

Zeichnung von Ronald Stoyan mit 14"

Zeichnung von Andreas Domenico mit 18"

 

Gruppe Shkh-Nr. sonst. Bez. R.A. Dec. Helligk.
Shkh 3 MCG+9-19-19A   11h 15min 52s   +53° 45' 14"   > 15m,5
Shkh 5      1 PGC 34447 11h 17min 06s +54° 55' 01"    16m,2
     2 PGC 34444 11h 17min 04s +54° 55' 15"    17m,2
     3 PGC 34448 11h 17min 06s +54° 55' 25"    17m,0
     4 PGC 34453 11h 17min 09s +54° 55' 14"    17m,6
     5 PGC 34452 11h 17min 08s +54° 55' 03"    16m,5
Shkh 16      1 MCG+9-27-94 16h 49min 11s +53° 25' 12"    15m,3
     2 MCG+9-27-91 16h 49min 08s +53° 23' 34"    16m,0
     3 MCG+9-27-92 16h 49min 12s +53° 24' 18"    16m,6
     4 MCG+9-27-95 16h 49min 15s +53° 26' 54"    16m,2
     5 MCG+9-27-96 16h 49min 11s +53° 25' 58"    16m,3
     6 16h 49min 04s +53° 23' 27"    16m,8
     7 16h 49min 17s +53° 27' 15"    17m,0
Shkh 19       MCG+3-34-39 13h 28min 20s +15° 50' 20" > 15m,5
Shkh 26      1 MCG+8-20-69A 11h 02min 12s +50° 20' 58"    13m,4
     2 MCG+8-20-67A 11h 01min 49s +50° 23' 50"    16m,0
Shkh 30      1 IC 5357 23h 47min 23s -02° 18' 02"    13m,9
     2 IC 5351 23h 47min 19s -02° 18' 50"    14m,8
     3 IC 5356 23h 47min 24s -02° 21' 54"    14m,4
     4 PGC 72405 23h 47min 20s -02° 16' 51"    16m,0
     5 IC 5359 23h 47min 38s -02° 19' 00"    15m,8
Positionen und Helligkeiten nach [10], sonstige Bezeichnungen aus den NED- und Megastar-Datenbanken

 


Literatur

[1] Hickson, P.: Atlas of Compact Groups of Galaxies, ApJ 255, 382 (1982); 
dto. geb. Gordon and Breach Science Publishers, Langhorne PA., 1994
[2] Shakhbazian, R. K.: ApJ 203, 297 (1973)
[3] Arp, H. C. et al.: The Remarkable Cluster Shakhbazian 1, P.A.S.P. Vol. 85 (1973)
[4] Robinson, L. B., Wampler, E. J.: ApJ 179, 135 (1973)
[5] Kirshner, R. P., Malumuth, M. M.: Dynamics of the Shakhbazian 1 Group of Galaxies, ApJ 236, 366 (1980)
[6] Stoll, D., Tiersch, H.: Catalogue of Shakhbazian Compact Groups of Galaxies. Vol. I-VII, Astrophysikalisches Institut Potsdam (1993-96)
[7] Domenico, A.: Shakhbazian 49, Deep-Sky in Leo Minor, is 10, 70 (1997)
[8] O'Meara, S. J.: S&T, Oct. 1994, 96
[9] Stoyan, R. C. et al.: M 97, Objekte der Saison, is 3, 50 (1995)