Mit dem Beginn des Herbstes werden die Nächte wieder dunkler – und auch feuchter – und die Galaxiensaison beginnt. Der Pegasus steht zu Anfang des Abends noch tief im Osten, aber man kann schon seine westlichen Galaxien beobachten. Ich habe mich für die Galaxie NGC 7465 entschieden.
Hier der visuelle Blick auf die Galaxie – wie er sich im Aladin Desktop Viewer zeigt:
Diese Galaxie gehört zur Familie der Aktiven Galaxien, und hier zu den Seyfert-Galaxien. NGC 7465 ist Teil des ATLAS ETG -Sample von 260 Galaxien – ETG steht für „early type galaxies“, also E- und S0-Typen.
The ATLAS3D project – I. A volume-limited sample of 260 nearby early-type galaxies: science goals and selection criteria
Bei dieser Reihenmessung bestimmte man die Radialgeschwindigkeit von NGC 7465 zu 1960 km/s (die Entfernung beträgt damit 29.3 Mpc, bei H0 = Mpc / 72 km/s).
Bei NGC 7465 handelt es sich um eine Seyfert-2-Galaxien, bei der die Emissionslinien schmal sind. Bei den Typ-1-Seyferts sind die Linien breiter, meist einige 1000 km/s, weil man hier die sich schnell bewegen Gaswolken im Nahbereich der Akkretionsscheibe direkt beobachtet. Beim Typ-2 ist unser Beobachtungswinkel flacher. Hier ist direkte Einblick ins Zentrum verwehrt – da wir „von der Seite“ auf den breiten und dichten Staubtorus blicken, der die zentrale Scheibe umgibt. Das Licht der schmalen Emissionslinien entsteht auch in Gaswolken, die sich aber weiter entfernt vom Zentrum mit dem supermassiven Schwarzen Loch befinden, und sich deutlich langsamer bewegen. Die Breite der Typ-2-Linien liegt im Bereich von wenigen 100 km/s.
Bei NGC 7465 gibt es die Referenzen: Osterbrock & Pogge (1987) für Hα und Hβ mit ∼250 km/s und von Maehara & Noguchi (1988) mit 600 km/s. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/694/2/1379
Im Visuellen liegt die Helligkeit von NGC 7465 bei 13,3 mag und damit noch gut im Arbeitsbereich meines LISA-Spektrographen. Als Belichtungszeit für eine Einzelaufnahme habe ich 10 min gewählt. Hier könnte man auch 15 min belichten, aber da ich fast noch in der Dämmerung begonnen habe, waren die 10 min ein guter Start. In den nächsten Wochen werde ich NGC 7465 nochmals spektrometrieren, und da es dann dunkler sein wird, werde ich auf 15 min erhöhen.
Nun aber zu den aufgenommenen Spektren.
Die rotverschobenen Linien fallen beim ersten Blick auf. Die zwei folgenden Profile „zoomen“ etwas hinein, damit erkennt man man die Linienbeschriftungen besser. Bei der zweiten Abbildung ist das Profil des Hintergrunds mit dargestellt.
Benutzt man nun die Linien mit den höchsten Intensitäten, so kann man aus deren gemessener Rotverschiebung einen Mittelwert für die Radialgeschwindigkeit von NGC 7465 berechnen.
Der Wert von 2256 km/s liegt über dem Wert der ATLAS-Sample-Messung. Die Abweichung beträgt 13%. Im Vergleich zu meinen üblichen Messgenauigkeiten (wenige Prozente) ist dieser Wert recht groß.
Daher habe ich die Kalibrierung geprüft – welche stimmte – und ich habe oben das Hintergrundprofil eingeblendet, das quasi „Ruhe-Wellenlängen“ mitliefert. Dies sind die zwei irdischen Sauerstoff-Linien bei 557,7 nm und bei 630,0 nm. Und diese liegen im Hintergrund-Spektralprofil genau richtig.
In einer neuen Referenz aus dem Jahr 2022 wird die Rotverschiebung von NGC 7465 mit 1979 km/s angegeben https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022ApJS..261….6K/abstract. Es wurde rund 500 Seyfert 1.9 und 2 Galaxien untersucht und die optischen Beiträge stammen vom Palomar Double Spectrograph (DBSP), der am 200inch-Cassegrain montiert ist https://sites.astro.caltech.edu/palomar/observer/200inchResources/dbspoverview.html.
In der Referenz findet man kein Einzelspektrum von NGC 7465, so dass man nicht sicher sagen kann, ob bei dieser Automatisierung der Linien-Fit nun besonderes gut oder eher schlecht war. Dies wäre deshalb interessant, weil es Hinweise gibt, dass die Linien einen „blauen Flügel“ besitzen, also einen kurzwelligen Asymmetrie (Maehara & Noguchi (1988) https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1988Ap%26SS.143..339M/abstract.
Würde man den Fit, vermutlich auch eine Gauss-Glocke, einmal sehen können, so könnte man sagen, ob durch einen blauen Flügel diese Fit etwas zum Kurzwelligen verschoben wird, und sich so eine etwas geringere Rotverschiebung ergibt also bei meiner Messung. Meine Instrumenten-Dispersion ergibt sich zu 0,15 nm/Pixel und mit einer Peakbreite von etwa 4 -5 Pixeln und damit ein R von etwa 1000. Die Palomar-Spektren liefern R = 1.000 – 10.000.
Die Breite der Linien habe ich auch gemessen – mit Hilfe des Gaussfits und der zugehörigen FWHM Angabe. Dies liegt bei den Hα und [NII] Linien bei etwa 520 km/s. Dies passt gut zu der Literaturangabe von Maehara & Noguchi (1988).
Die im Aladin-Bild zu sehende Begleitgalaxie NGC 7463 (westlich / rechts von NGC 7465) besitzt übrigens eine Radialgeschwindigkeit von 2587 km/s. Es wäre interessant, einmal beide Galaxien zusammen zu spektrometrieren. Ihr Abstand beträgt nur 2,4′ und damit ist es möglich sein, den Spalt des Spektrograph über beide Galaxienzentren zu legen. Mal sehen, ob das klappt.
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Nachtrag 15.09.2024
Mir hat der Fehler von 13% keine Ruhe gelassen und ich habe die Kalibration neu durchgeführt. Dazu habe ich im Hintergrundsspektrum die Linien des Nachhimmels wie auch der Energiesparlampen benutzt. Mit fiel dabei auf, dass die Sauerstoff-Linie bei 696 nm eher durch das Rauschen modelliert war. Ohne diese Kalibrationslinie wurde die gesamte Kalibration besser und ich habe die Gauss-Fits nochmals durchgeführt. Ebenso habe ich weitere Emissions-Linien von NGC 7465 vermessen.
Damit ergeben sich die folgenden Messwerte:
Vergleicht man den neu bestimmten Mittelwert von 2053 km/s mit dem Literaturwert von 1979 km/s, so liegt die Abweichung bei 3,6%. Und damit mehr als 3,5-mal niedriger als der obige Messwert. Dies ist die Genauigkeit, die ich normalerweise erreiche.
Als eine Lehre aus dieser Beobachtung ergibt sich, dass auch bei einem geringen R von nur 1000, die Kalibration entscheidend ist. Mein Fehler war, dass ich am Beobachtungsabend nicht vor und nach der Session mittels der Kalibrationslampe (Hg/Ar) Kalibrationsspektren angefertigt habe. Damit wäre es nicht notwendig gewesen, den Umweg über den Himmelshintergrund zu gehen.