NGC 7023 - Schmuckstück im Cepheus 

Andreas Domenico und Peter Riepe

Abb. 1: NGC 7023, von zahlreichen fransigen Ausläufern umgeben, liegt in einer Dunkelwolke. Das Photo entstand während unserer Hale-Bopp-Exkursion am 8. April 1997 auf dem Gornergrat in 3200 m Höhe. Mit einem Astrographen (150/1120 mm) wurde 90 min auf Kodak Ektacolor Pro Gold 400 Mittelformatfilm belichtet (S. Binnewies, P. Riepe, B. Schröter, R. Sparenberg, D. Sporenberg und H. Tomsik). 


Der Cepheus, zwischen den auffälligen Sternbildern Cygnus und Cassiopeia gelegen, ist auf den ersten Blick ein wenig spektakuläres Himmelsgebiet. Und doch gibt es hier im Bereich der Milchstraße einige interessante Deep-Sky-Objekte, unter denen der Reflexionsnebel NGC 7023 eines der lohnendsten Motive für die visuelle und photographische Beobachtung ist.

Die meisten Beobachter werden wissen, daß die Sterne bei dunstiger Luft deutliche Höfe zeigen. Da bei der Beobachtung kleinflächiger Reflexionsnebel die Gefahr einer Verwechslung mit solchen tückischen Sternhalos besteht, ist für eine erfolgreiche Beobachtung dieser Objekte nichts wichtiger als eine klare und sehr ruhige Luft. Die Qualität der atmosphärischen Bedingungen sollte vor jeder Beobachtung anhand nebelfreier Sterne vergleichbarer Helligkeit überprüft werden. Eine exakt justierte Fernrohroptik mit sauberen Okularen hilft, "hausgemachte" Sternhalos zu vermeiden. Bei NGC 7023 gelten solche strengen Voraussetzungen nicht so sehr, da dieser Reflexionsnebel zu den hellsten überhaupt zählt. So kann das Objekt bereits in einem Sechszöller einwandfrei beobachtet werden, wenngleich es im kleinen Fernrohr strukturlos bleibt.

Wie bei allen Reflexionsnebeln ist auch in NGC 7023 ein heller Stern Ursache des Leuchtens. Mit einer großen Öffnung beobachtet, erscheint das Objekt als ein stark strukturierter, zweigeteilter Nebel um diesen 6.8 mag hellen Stern herum. Man erkennt zwei größere Fetzen, die durch eine dunkle Unterbrechung geteilt sind (Abb. 2). Der Stern selbst ist von der nördlichen Nebelhälfte umgeben. Die schwächsten Nebelausläufer - auf langbelichteten Aufnahmen noch zu erkennen - können visuell kaum beobachtet werden.

Abb. 2: NGC 7023 nach visuellen Beobachtungen mit einem Newton-Teleskop (457/1850 mm) bei 205facher Vergrößerung (Andreas Domenico).


Anders als die ausgedehnten Emissionsnebel verlangen die meisten Reflexionsnebel eine Austrittspupille mittlerer Größe von ca. 5 mm. Je nach Kompaktheit und Helligkeit des Objekts sind auch 3 mm bis 2 mm geeignet. Nebelfilter, gleich welcher Art, bleiben bei Reflexionsnebeln wirkungslos, da diese Objekte lediglich das kontinuierliche Licht der eingebetteten Sterne reflektieren bzw. streuen. Auch geringfügige Emissionen, die bei einigen Reflexionsnebeln zusätzlich auftreten, lassen sich visuell nicht mehr erfassen.

Im Schweizer Hochgebirge beobachtete unsere Astrophotographengruppe [1] NGC 7023 bei sehr dunklem Himmel und klassifizierte das Objekt als "visuell gut sichtbar". Dabei kam ein Refraktor von Astrophysics (150/1120 mm) zum Einsatz, der mittels 25-mm-Weitwinkelokular eine Austrittspupille von 3.3 mm lieferte. Auch ohne Filter war das helle Nebelzentrum direkt erkennbar, bei indirekter Betrachtung wurde eine unregelmäßige Form deutlich. Die Behauptung im Sky Catalogue 2000 [2], der Nebel sei extrem schwach, entpuppte sich als falsch. Als zutreffend erwiesen sich dagegen die Aussagen von [3]: Nach Beobachtungen mit einem 360-mm-Newton besitzt NGC 7023 den Helligkeitswert 2 auf einer sechsstufigen Sichtbarkeitsskala.

Mit einem scheinbaren Durchmesser, der bis in die äußersten Partien etwa 18' erreicht, ist NGC 7023 immerhin so groß, daß er das Kleinbildformat bei einer Aufnahmebrennweite von 3 m bis 4 m ideal ausfüllt. Aber auch schon mit kleineren Brennweiten ab 1 m lassen sich auf feinkörnigem Film verschiedene Einzelheiten auflösen, wobei auch die Lage des Objekts in einer auffälligen Dunkelwolke gut herauskommt. Dennoch ist NGC 7023 astrophotographisch ein relativ selten anvisiertes Ziel geblieben. Grund dafür ist, daß es bei unserem aufgehellten mitteleuropäischen Himmel immer schwieriger bleibt, die zarten Details eines blauen Reflexionsnebels in filterloser Photographie genügend kontrastreich auf den Film zu bannen. Beste Ergebnisse kommen nur dann zustande, wenn ein geeignetes Aufnahmematerial bei dunklem, streulichtfreiem Himmel eingesetzt wird.


NGC 7023 in Zahlen
a (2000) 21h 01m.8
d (2000) +68° 12'
beleuchtender Stern   HD 200775
            Helligkeit 6.8 mag
            Spektraltyp B5e
Durchmesser 18'

Für die Photographie empfehlen sich die Kodakfilme Ektacolor Pro Gold 400 und Ektapress Multispeed. Diese Emulsionen spielen in der Nebelphotographie ihre mittlerweile wohlbekannten Stärken aus: hohe Allgemeinempfindlichkeit mit kaum merklichem Schwarzschildverhalten (p = 0.9), dazu bestens sensibilisiert im roten und im blauen Spektralbereich. Farbnegativfilme meistern Eigenfarbe und Intensitätsverteilung in Nebeln viel besser als irgendein Diafilm. In erster Linie liegt das an der weicheren Gradation der Negativfilme. Sie erlaubt die Wiedergabe von erheblich mehr Tonwerten und verhindert speziell das bekannte "Ausbrennen" der Astro-Objekte in den Intensitätsmaxima. Bei Farbdiafilmen tritt dies leider in typischer Weise auf, wenn hellere Nebel oder Galaxien mit langen Belichtungszeiten photographiert werden, um auch schwächste Filamente oder Spiralarme zu erfassen.

Es ist eine astrophotographische Erfahrung, daß ein hinreichend belichteter Farbnegativfilm nur dann genügend Deckung in schwachen Objektpartien erreicht, wenn der Himmel von bester Qualität ist. Dann wird in einer kräftig durchbelichteten Aufnahme die typische Gestalt von NGC 7023 deutlich (Abb. 1). Die erwähnte unregelmäßige Form löst sich in verschiedene Anhängsel auf, die vom Zentrum ausgehen und den Nebel teilweise als hüllenartige Struktur umgeben. Dabei ist auch dunkle Materie in Form dichter Wolken mit im Spiel. 

Zur Aufzeichnung solch lichtschwacher Objektdetails sind CCD-Kameras geradezu prädestiniert. Abb. 3 belegt, daß eine CCD-Aufnahme nach ausführlicher Bildbearbeitung sehr kontrastreich erscheint, selbst wenn der Himmel am Aufnahmeort nicht ideal dunkel ist. Diese CCD-Aufnahme gelang Norbert Stapper aus Monheim. Es war eine seiner ersten CCD-Aufnahmen, die er mit einer ST-7 10 Minuten lang am Celestron 8 bei f/6.5 belichtete. Intensive Bildbearbeitung am PC erlaubte die Herausarbeitung der girlandenartigen Struktur verschiedener Nebelbögen, die das Zentrum umgeben und dabei von Dunkelwolken durchsetzt sind. Die Negativdarstellung links oben ist weicher, links unten wurden erhöhte Kontraste gewählt. Das Schwarzweißpositiv (rechts oben) zeigt die zentralen Strukturen ein wenig besser und bestätigt den visuellen Eindruck aus Abb. 2. Für das Bild rechts unten wurde ein aus dem Original erstelltes Falschfarbenbild mit einer unscharfen Maske kombiniert und im Anschluß mit einer sehr weichen Schwarzweißdarstellung multipliziert (Peter Riepe). So kommen die umgebenden Nebelbögen in farblicher Differenzierung deutlich zur Geltung.

Abb. 3: NGC 7023, aufgenommen von Norbert Stapper mit einem Celestron 8 in Verbindung mit einer CCD-Kamera ST-7. Er belichtete 10 Minuten bei f/6.5. Weitere Bearbeitungsschritte siehe Text. 


Das Originalnegativ der Abb. 1 zeigt eine intensiv gelbe Komplementärfarbe des Objekts, wie es für einen blauleuchtenden Reflexionsnebel nicht anders zu erwarten ist. Die Nebelmaterie spiegelt im wesentlichen das Licht des Zentralsterns HD 200775 wider. Dieser Stern vom Spektraltyp B5e [4] produziert nicht genügend hochenergetische UV-Strahlung, um den in seiner Umgebung sicherlich vorhandenen Wasserstoff ionisieren und damit die Emission des Balmerspektrums anregen zu können. Daher fehlt in NGC 7023 das typische rote Ha-Licht von HII-Regionen. Schaut man sich die Zentralpartien von NGC 7023 genau an, so bemerkt man dennoch eindeutige Verfärbungen, die dem blauen Reflexionsanteil als schwaches rötliches Leuchten überlagert sind. Dies ist auf die Wirkung der deutlich sichtbaren Staubwolken zurückzuführen, die das durch sie hindurchdringende Licht schwächen und röten wie Staub in der irdischen Atmosphäre beim Sonnenauf- oder Untergang.

Literatur

[1] Binnewies, S., et al.: Hale-Bopp. VdS-Exkursion zum Gornergrat. SuW 36, 776 [8-9/1997].
[2] Hirshfeld, A., Sinnot, R. W.: Sky Catalogue 2000.0 - Vol 2. Sky Publishing Corporation / Cambridge University Press 1985. 
[3] Alzner, A., Stoyan, R. C.: Visueller Katalog Galaktischer Nebel, interstellarum Nr. 2, 13 (Februar 1995).  
[4] Burnham, R. jr.: Burnham's Celestial Handbook (Bd. 1). Dover Publications, Inc., New York 1978.