Allgemeines
Die Zwillinge (lateinisch Gemini) sind ein großes Sternbild des Tierkreises am Nordhimmel. Es ist von allen bewohnten Gegenden der Erde aus zu sehen und steht in den Monaten Dezember bis März günstig am Abendhimmel.
Die Sonne durchquert dieses Sternbild jedes Jahr vom 21. Juni bis zum 20. Juli. Die Zwillinge werden vom Band der Milchstraße durchzogen, und sie enthalten einige auffällige Sterne, die ein markantes langgezogenes Rechteck am Himmel bilden. Der Stern Pollux (β Geminorum) ist mit 1,14 mag etwas heller als Castor (α Geminorum) mit 1,59 mag; sie stehen nahe beieinander und tragen ihre Namen nach dem Zwillingspaar Kastor und Polydeukes (in latinisierter Form Pollux) aus der griechischen Mythologie.
Pollux liegt etwa 6,3° nördlich der Ekliptik, so dass jeden Monat der Mond südlich an ihm vorbeizieht (diese Konjunktionen sind im Kalender „Astronomische Ereignisse“ aufgeführt).
Nahe der Ekliptik befinden sich auch einige sehenswerte Deep-Sky-Objekte. So liegen im Westteil des Sternbilds der helle offene Sternhaufen M 35 (NGC2 168), der bereits mit freiem Auge erkennbar ist, und der SupernovaDie Explosion eines massereichen Sterns am Ende seiner Entwicklung und der damit verbundene Anstieg seiner Leuchtkraft auf das Milliardenfache seiner ursprünglichen Helligkeit. Für kurze Zeit kann eine Supernova heller strahlen als die Galaxie, in der sie aufleuchtet. Das Abklingen der Helligkeit erfolgt über viele hundert Tage. Ursprünglich wurden Supernovae nach der Form ihrer Lichtkurve und ihres Spektrums klassifiziert: Supernovae des Typs I (mit den Untergruppen Ia, Ib und Ic) zeigen keine Wasserstofflinien im Spektrum, während solche des Typs II Wasserstofflinien im Spektrum enthalten. Heute weiß man, dass Supernovae des Typs Ia auf die Detonation eines Weißen Zwergs in einem engen Doppelsternsystem zurückzuführen sind, während die anderen Typen ihre Ursache im Kollaps eines massereichen Sterns haben, der seinen Fusionsbrennstoff vollständig verbraucht hat und plötzlich instabil geworden ist. Supernovae der Typen Ib und Ic haben vor dem Kollaps die Phase von Wolf-Rayet-Sternen durchlaufen, bei denen sie ihre wasserstoffreichen (Ib) und heliumreichen (Ic) äußeren Schichten über einen starken Sternwind abgestoßen haben. Während bei einer Kernkollaps-Supernova das ursprüngliche Zentralgebiet des Vorläufersterns zu einem Neutronenstern oder zu einem Schwarzen Loch kollabiert, werden die äußeren Teile weggesprengt und reichern die interstellare Materie mit schweren Elementen an.-Überrest IC 443, wegen seiner Form auch Quallennebel genannt. Der Eskimonebel NGC 2392 in der Nähe von Delta Geminorum (δ Gem) gehört zu den bekanntesten planetarischen Nebeln.
Das Sternbild Zwillinge, fotografiert kurz vor seinem Untergang auf der Südhalbkugel. (Bilder: Uwe Reichert)
Besondere Himmelsobjekte
Gut zu wissen!
Entdeckung von Pluto
Der Zwergplanet Ein Himmelskörper, der die gleichen Eigenschaften hat wie ein Planet, dessen Masse und Gravitation aber zu gering ist, um seine Umlaufbahn von anderen Himmelskörpern freigeräumt zu haben. Im Unterschied zu Kleinkörpern des Sonnensystems haben Zwergplaneten eine genügend große Masse und Gravitation, um eine runde Form ausgebildet zu haben. Pluto, einst als neunter und äußerster Planet des Sonnensystems angesehen, wurde entdeckt, als er sich nahe dem Stern δ Geminorum befand. Clyde W. Tombaugh, ein junger Forschungsassistent am Lowell-Observatorium in Flagstaff, Arizona, fand ihn am 18. Februar 1930 auf Fotografien, die er drei Wochen zuvor aufgenommen hatte. Da Pluto 247,7 Jahre braucht, um die Sonne einmal zu umrunden, konnte seitdem noch kein vollständiger Umlauf beobachtet werden. Immerhin hat sich Pluto seit seiner Entdeckung um rund 180° am Himmel weiterbewegt, denn er befand sich in den letzten Jahrzehnten auf dem sonnennächsten Teilstück seiner stark exzentrischen Umlaufbahn, auf dem er die höchste Bahngeschwindigkeit hat. Sein Perihel, den mit 29,6 AE Abstand sonnennächsten Punkt seiner Umlaufbahn, durchlief Pluto im Jahr 1989. Erst im Jahr 2177 wird sich Pluto wieder nahe seiner Entdeckungsposition befinden.
Der US-amerikanische Astronom Clyde Tombaugh (1906−1997) entdeckte Pluto auf diesen Aufnahmen. Der heute als Zwergplanet eingestufte Himmelskörper verriet sich durch seine Bewegung in einem kleinen Himmelsausschnitt unweit des Sterns Delta Geminorum. Hellster Stern im Bildfeld ist HIP 35807 mit einer scheinbaren Helligkeit von 8,7 mag. (Bild: Lowell Observatory)
Doppelsterne
Castor (α Geminorum) ist ein interessantes Mehrfachsternsystem in 45 Lichtjahren Entfernung. Mit freiem Auge und auch im Fernglas erscheint er als Einzelstern, doch sieht man im Amateurfernrohr drei Komponenten. Spektroskopische Untersuchungen belegen, dass jede von ihnen wiederum aus zwei sehr eng stehenden Sternen besteht; das System ist somit ein Sechsfachstern aus drei Sternzwillingen.
Die Hauptkomponenten Castor A (1,9 mag) und B (2,9 mag) haben einen Winkelabstand von 2,5″; sie umkreisen sich in 420 Jahren einmal. Jede von ihnen setzt sich aus zwei Sternen zusammen, die einander in 9,22 Tagen bzw. 2,93 Tagen umrunden.
Castor C (auch YY Geminorum genannt), 73″ von den Komponenten A und B entfernt, besteht aus zwei roten Zwergsternen mit einer Umlaufperiode von 0,814 Tagen. Er ist ein Bedeckungsveränderlicher, dessen HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit). in diesem Rhythmus zwischen 9,1 und 9,7 mag schwankt.
Veränderliche Sterne
Eta Geminorum (η Gem) ist ein Roter Riese in 190 Lichtjahren Entfernung, dessen HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit). halbregelmäßig mit einer Periode von etwa 233 Tagen zwischen 3,0 und 3,9 mag variiert. Zugleich ist er ein Bedeckungsveränderlicher: Alle 2,984 Tage wird die Hauptkomponente von einem lichtschwächeren Begleiter teilweise verdeckt.
Ein Vertreter der Delta-Cephei-Sterne ist Zeta Geminorum (ζ Gem). Mit einer Periode von 10,2 Tagen schwankt seine HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit). zwischen 3,7 und 4,2 mag.
YY Geminorum ist ein Bedeckungsveränderlicher, dessen HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit). in einem Rhythmus von nur 0,814 Tagen zwischen 9,1 und 9,7 mag schwankt. Er besteht aus zwei roten Zwergsternen, die sich mit dieser Umlaufperiode umkreisen. Dieses enge Doppelsternsystem ist als Komponente Castor C zum Mehrfachstern Castor gehörig). Er ist nur 73″ von den Komponenten A und B entfernt.
Sternhaufen
Der Sternhaufen M 35 im westlichen Teil der Zwillinge ist mit einem Fernglas leicht aufzufinden. An seinem südwestlichen Rand befindet sich der deutlich kleinere Sternhaufen NGC 2158 (Bild: Uwe Reichert)
M 35 (NGC 2168) gehört mit einer Gesamthelligkeit von 5,1 mag zu den helleren offenen Sternhaufen. Er lässt sich in einer dunklen Nacht bereits mit freiem Auge aufspüren und ist mit dem Fernglas deutlich erkennbar.
Etwa 120 Sterne heller als 13 mag verteilen sich auf ein Gebiet mit 28′ Durchmesser. Damit erscheint der Sternhaufen am Himmel etwa so groß wie der Durchmesser des Vollmonds. In Wahrheit erstreckt sich die Ansammlung über ein Gebiet von etwa 25 Lichtjahren, und sie befindet sich rund 2900 Lichtjahre von uns entfernt. Mehr als 500 massereiche Sterne haben die Astronomen in M 35 nachgewiesen, der vor rund 150 Millionen Jahren entstanden ist. Da massereiche Sterne ihren Brennstoffvorrat relativ schnell verbrauchen, dürften in den nächsten wenigen Millionen Jahren einige Mitglieder von M 35 als SupernovaDie Explosion eines massereichen Sterns am Ende seiner Entwicklung und der damit verbundene Anstieg seiner Leuchtkraft auf das Milliardenfache seiner ursprünglichen Helligkeit. Für kurze Zeit kann eine Supernova heller strahlen als die Galaxie, in der sie aufleuchtet. Das Abklingen der Helligkeit erfolgt über viele hundert Tage. Ursprünglich wurden Supernovae nach der Form ihrer Lichtkurve und ihres Spektrums klassifiziert: Supernovae des Typs I (mit den Untergruppen Ia, Ib und Ic) zeigen keine Wasserstofflinien im Spektrum, während solche des Typs II Wasserstofflinien im Spektrum enthalten. Heute weiß man, dass Supernovae des Typs Ia auf die Detonation eines Weißen Zwergs in einem engen Doppelsternsystem zurückzuführen sind, während die anderen Typen ihre Ursache im Kollaps eines massereichen Sterns haben, der seinen Fusionsbrennstoff vollständig verbraucht hat und plötzlich instabil geworden ist. Supernovae der Typen Ib und Ic haben vor dem Kollaps die Phase von Wolf-Rayet-Sternen durchlaufen, bei denen sie ihre wasserstoffreichen (Ib) und heliumreichen (Ic) äußeren Schichten über einen starken Sternwind abgestoßen haben. Während bei einer Kernkollaps-Supernova das ursprüngliche Zentralgebiet des Vorläufersterns zu einem Neutronenstern oder zu einem Schwarzen Loch kollabiert, werden die äußeren Teile weggesprengt und reichern die interstellare Materie mit schweren Elementen an. explodieren.
NGC 2158 ist ebenfalls ein offener Sternhaufen. Mit einem scheinbaren Durchmesser von 5′ ist er allerdings deutlich kleiner als M 35. Er ist nur deshalb leicht aufzufinden, weil er sich etwa 15′ südwestlich vom Rand des größeren Messier-Objekts befindet.
In der Realität hingegen sind die Größenverhältnisse genau umgekehrt, denn in seinen physischen Eigenschaften dominiert NGC 2158: Mit 15 300 Lichtjahren ist NGC 2158 fünfmal so weit entfernt wie M 35, und er enthält mehr als 10 000 Sterne. Die Eigenschaften des Sternhaufens ließen sich mit den Daten des Astrometriesatelliten Gaia recht präzise ermitteln. Dieser Untersuchung zufolge ist NGC 2158 mit 2,4 Milliarden Jahren sehr alt. Seit seiner Entstehung muss er mehr als zehn Umläufe um das Zentrum unserer Galaxis vollendet haben.
Am 26. April 2021 stand der helle Planet Mars in der Nähe der beiden offenen Sternhaufen M 35 und NGC 2158. (Bild: Klaus Jäger)
Nebel
Der Eskimonebel NGC 2392
NGC 2392 ist ein heller planetarischer NebelNebel, der aus der abgestoßenen Hülle eines Sterns entstanden ist und diesen umgibt. Planetarische Nebel haben nichts mit Planeten zu tun; frühe Teleskopbeobachter gaben ihnen den Namen wegen ihres scheibchenförmigen Aussehens. Die Formen von planetarischen Nebeln sind sehr vielfältig und reichen von Kreisen über Kugelschalen bis zu Doppelkeulen. Durch die energiereiche UV-Strahlung des Zentralsterns werden planetarische Nebel bei einzelnen Wellenlängen zum Leuchten angeregt; sie zeigen deshalb ein Emissionsspektrum. im Sternbild Zwillinge (Gemini), der im Fernrohr als rundliche Scheibe mit 40″ Durchmesser erscheint. Auf fotografischen Aufnahmen ist er einem Gesicht mit Knollennase und fellbesetzter Kapuze nicht unähnlich, weshalb er Eskimo- oder auch Clownsgesicht-Nebel genannt wird. Der Zentralstern mit einer scheinbaren Helligkeit von 10,5 mag ist von zwei konzentrischen Gashüllen umgeben, die sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ausdehnen. Weil die innere Hülle (die das „Gesicht“ bildet) stärker dem energiereichen Licht des mit einer Oberflächentemperatur von etwa 40 000 Kelvin sehr heißen Zentralsterns ausgesetzt ist, erscheint sie heller als die äußere Gashülle. (Bild: Joachim Dietrich/NASA & ESA)Name:
NGC 2392
andere Bezeichnungen:
Caldwell 39, Eskimonebel
Objekttyp:
planetarischer Nebel
Sternbild:
Zwillinge
Position (J2000.0):
α = 09h 29m 10,8s, δ = +20° 54′ 42,5″
scheinbare Helligkeit:
9,1 mag
Winkeldurchmesser:
40″ × 40″ (visuell)
Entfernung:
1850 pc = 6000 Lj
Zentralstern:
HD 59088 (10,5 mag)
Der Quallennebel IC 443
IC 443 ist ein SupernovaDie Explosion eines massereichen Sterns am Ende seiner Entwicklung und der damit verbundene Anstieg seiner Leuchtkraft auf das Milliardenfache seiner ursprünglichen Helligkeit. Für kurze Zeit kann eine Supernova heller strahlen als die Galaxie, in der sie aufleuchtet. Das Abklingen der Helligkeit erfolgt über viele hundert Tage. Ursprünglich wurden Supernovae nach der Form ihrer Lichtkurve und ihres Spektrums klassifiziert: Supernovae des Typs I (mit den Untergruppen Ia, Ib und Ic) zeigen keine Wasserstofflinien im Spektrum, während solche des Typs II Wasserstofflinien im Spektrum enthalten. Heute weiß man, dass Supernovae des Typs Ia auf die Detonation eines Weißen Zwergs in einem engen Doppelsternsystem zurückzuführen sind, während die anderen Typen ihre Ursache im Kollaps eines massereichen Sterns haben, der seinen Fusionsbrennstoff vollständig verbraucht hat und plötzlich instabil geworden ist. Supernovae der Typen Ib und Ic haben vor dem Kollaps die Phase von Wolf-Rayet-Sternen durchlaufen, bei denen sie ihre wasserstoffreichen (Ib) und heliumreichen (Ic) äußeren Schichten über einen starken Sternwind abgestoßen haben. Während bei einer Kernkollaps-Supernova das ursprüngliche Zentralgebiet des Vorläufersterns zu einem Neutronenstern oder zu einem Schwarzen Loch kollabiert, werden die äußeren Teile weggesprengt und reichern die interstellare Materie mit schweren Elementen an.-Überrest, also die expandierende Hülle einer Sternexplosion, im Sternbild Zwillinge (Gemini). Die wegen ihrer Form auch Quallennebel genannte Gaswolke ist rund 5000 Lichtjahre von der Erde entfernt. DIe Aufnahme gelang Reiner Guse in Norddeutschland mit einem 10-cm-Refraktor mit 640 mm Brennweite und einer CCD-Kamera. Die Gesamtbelichtungszeit betrug 2,5 Stunden. (Bild: Reiner Guse)Name:
IC 443
andere Bezeichnungen:
Sh 2-248, Quallennebel
Objekttyp:
Supernovarest
Sternbild:
Zwillinge
Position (J2000.0):
α = 06h 18m 02,7s, δ = +22° 39′ 36″
scheinbare Helligkeit:
10,1 mag
Winkeldurchmesser:
45′ × 25′ (visuell)
Entfernung:
1500 pc = 5000 Lj
Meteorströme
Der Meteorstrom der Geminiden ist vom 4. bis 17. Dezember aktiv, und er ist auf der Nordhalbkugel gewöhnlich der eindrucksvollste Meteorstrom des Jahres. Sein Radiant im Sternbild Zwillinge (Gemini) liegt im Dezember genau der SonneDer Zentralkörper unseres Sonnensystems, ein Hauptreihenstern der Spektralklasse G2V. Die Masse der Sonne beträgt rund 2 · 1030 kg, ihr Radius 700 000 km, ihre Oberflächentemperatur 5778 Kelvin und ihre Leuchtkraft 3,8 · 1026 W. Masse und Leuchtkraft der Sonne dienen als Referenzmaßstab für andere Sterne. gegenüber, weshalb Meteore dieses Stroms bereits vor Mitternacht zu sehen sind. Das Maximum wird für die Nacht vom 13. auf den 14. Dezember, kurz nach Mitternacht, erwartet.
Der Ursprung dieses Meteorstroms wird mit dem als Asteroiden eingestuften Himmelskörper (3200) Phaeton in Verbindung gebracht, bei dem es sich möglicherweise um einen Kometenkern handelt.
Eine Teilchenwolke, die vermutlich von dem Asteroiden (3200) Phaeton ausgelöst wurde, ist Ursache des Geminiden-Meteorstroms. Jedes Jahr um den 13. Dezember kreuzt die Erde die Bahn dieser Partikelwolke. (Bild: www.meteorshowers.org / Uwe Reichert; ein Klick auf den Link öffnet eine interaktive Darstellung)
Ursprung des Sternbilds Zwillinge
Die Zwillinge Kastor und Polydeukes in einem Sternatlas aus dem 18. Jahrhundert (Bild: Aus John Flamsteed: Atlas Coelestis, London 1753)
Die Zwillinge gehören zu den 48 Sternbildern, die aus der Antike überliefert wurden. Welche Zwilllinge gemeint sind, erläutert Ptolemäus in seinem Sternkatalag, dem Almagest, nicht. Er sagt nur, dass die beiden ersten Sterne in seiner Liste die Köpfe des „vorangehenden Zwillings“ und des „nachfolgenden Zwillings“ darstellen. Heute kennen wir diese Sterne als Castor (α Geminorum) und Pollux (β Geminorum). Doch bereits in der Antike wurden die Zwillinge meist mit den Brüdern Kastor und Polydeukes (in latinisierter Form Pollux) identifiziert.
Die beiden Dioskuren Kastor und Polydeukes
Beide wurden auch Dioskuren genannt, was „Söhne des Zeus“ bedeutet. Der Überlieferung zufolge ist ihre Abstammung jedoch nicht eindeutig. Ihre Mutter ist Leda, die Frau des Königs Tyndareos von Sparta. Sie soll Kastor von ihrem Mann und Polydeukes von Zeus empfangen haben, der sich ihr in Gestalt eines Schwanes näherte. Die Zwillingsbrüder – der eine als Menschensohn sterblich, der andere als Sohn des Zeus unsterblich – galten als unzertrennlich. Gemeinsam bestanden sie viele Abenteuer.
Kastor war als Pferdebändiger berühmt, Polydeukes wegen seiner Geschicklichkeit als Boxer. Noch als Jünglinge hatten sie sich den Argonauten unter Jasons Führung angeschlossen. Zu dieser Heldentruppe, die das Goldene Vlies holen wollte, gehörten auch Herakles und die Zwillingsbrüder Lynkeus und Idas. Mit diesem anderen Zwillingspaar verband Kastor und Polydeukes eine innige Freundschaft, bis sie eines Tages in einen tödlichen Streit gerieten. Polydeukes, der einzige Überlebende, bat Zeus, seinen Vater, dass er seine eigene Unsterblichkeit mit seinem Bruder teilen dürfe. Die Bitte wurde gewährt, und seitdem verbringen die beiden ihre Tage abwechselnd auf dem Olymp und im Hades. Zudem wurden sie als Sternbild Zwillinge an den Himmel versetzt, wo sie in enger Umarmung zu sehen sind.