Bei den lichtschwachen Galaxien im Bereich von 13 mag – 16 mag findet man bei der Suche nach Spektren meist den Verweis auf den „Updated Zwicky Catalog“ (UZC, https://arxiv.org/abs/astro-ph/9904265). Diesen Katalog kann man auch online durchsuchen – und die Startseite zeigt eine Karte, wo diese „UZC-Galaxien“ liegen (Quelle: http://tdc-www.harvard.edu/uzc/).

Ich möchte in diesem Beitrag einmal am Beispiel der Galaxie IC2196 darstellen, welche Spektraldaten in den UZC eingeflossen sind.

Aus den Metadaten des FITS-Files des IC2196 Spektrum erfährt man, dass das Spektrum am 14. Oktober 1983 mit dem 1.5m-Tillinghast-Teleskop auf dem Mount Hopkins aufgenommen wurde. Erstellt wurde ein 12 min Spektrum – und zwar von Ed Horine, damals ein Post-Doc aus dem Team von John Huchra. Die folgende Abbildung zeigt den zugehörigen Spektralverlauf – die FITS Daten enthalten leider keine Wellenlängen-Kalibration. Die in der Datenbank mit angegebenen ASCII-Datei ist fehlerhaft. Man sieht, dass diese Online-Datenbank nicht „so richtig gut gepflegt ist“.

Mir kommt es aber nicht auf die Kalibration an, sondern, dass man das Rauschniveau sieht, das in den Daten enthalten ist. Wie auch die nur wenigen Absorptionslinien, die man gut erkennen kann. Diese gehören zu Magnesium und Natrium. Im Vergleich zu meinen Spektren (weiter unten) kann man diese leicht zuordnen.

Die Analyse des UZC-Spektren erfolgt maschinell durch eine Kreuzkorrelation mit Vergleichsspektren anderer Galaxien – oft wurde das M31-Spektrum benutzt. Genauer: Ein Spektrum des Galaxien-Kerns ist durch eine alte Sternpopulation geprägt, also etwa K-Sterne mit den typischen Mg / Na-Absorptionslinien. Bei IC2196 lieferten die verschiedenen UZC-Updates folgenden Messwerte für die Radialgeschwindigkeit.

Die Online-Daten des „Z-Machine-Archives“ nennen einen Wert von 4856 km/s. Dass das Kreuzkorrelationsverfahren eine Streuung von +/- 200 km/s mit sich bringt, liegt vermutlich an den benutzten Vergleichsspektren – genaue Hinweise zum Verfahren finde sich nicht auf der Smithsonian Webseite. Der Messfehler einer einzelnen Kreuzkorrelation unterschätzt dabei sicherlich den realen Fehler.

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Nun aber zu meinen Spektren von IC2196 vom 1. / 2. Februar 2025. Diese Galaxie steht in den Zwillingen, dicht bei Castor, und ihre visuelle Helligkeit wird im NASA NED mit 14 mag angegeben. Es handelt sich um einen E-Typ, der am Himmel etwa 1,5′ groß ist.

In der NED ist übrigens kein Spektrum verlinkt – also auch nicht das oben gezeigte aus dem UZC. Bei der Radialgeschwindigkeit steht der Wert 4742 +/- 91 km/s – das ist der erste Wert in der UZC-Tabelle.

Die folgende Abbildung zeigt das IC2196 Spektrum, das ich mit meinem Instrumentarium erstellt habe – mit einer Gesamtbelichtungszeit von 4,5 Stunden.

Das K2-Referenzspektrum habe ich der BASS-Referenz entnommen. Der Linien-Vergleich zeigt die rotverschobenen Absorptionslinien im Galaxienspektrum. Besonders deutlich erscheinen die Mg- und Na-Linien. Aber auch die Absorption bei den Ca- und der Ha-Linie. Normalisiert man die Profile, erkennt man dies noch besser. Im Vergleich zum UZC-Spektrum ist mein Spektrum rauschärmer und es lassen sich schwächere Linien identifizieren.

Es folgt das IC2196-Spektralprofil ohne die K2-Referenz. Das Rauschniveau steigt zum linken, kurzwelligen Rand stark an, da die Empfindlichkeit meiner CMOS-Kamera hier nachlässt. In diesem Randbereich liegen die zwei markanten Ca-H+K-Linien, die sich gut für die folgende Bestimmung der Rotverschiebung nutzen lassen.

Die folgenden zwei Ausschnitte zeigen mehr Details – aus dem kurzwelligen und aus dem langwelligen Bereich.

Die Absorptionslinien habe ich durch das Anfitten einer Gausslinie ausgemessen. Die Tabelle enthält die Messwerte. Die rechte Spalte gibt die Radialgeschwindigkeit mit der baryzentrischen Geschwindigkeitskorrektur an.

Aus der Mittelung der gemessenen Rotverschiebungen ergibt sich ein Wert für die Radial- oder Fluchtgeschwindigkeit von IC2196 von 4789 +/- 129 km/s.

Wie in anderen meiner Beiträgen vergleiche ich auch hier meinen Wert mit dem NED-Wert. Es ergibt sich mit 4742 km/s eine Abweichung von 0,98%.

Wenn man nun berücksichtigt, das der NED-Wert auf ein recht verrauschtes Spektrum und ein gröberes Messverfahren zurückgeht, kann man folgern, dass heutige Amateur-Spektren durch die Vermessung einzelner Linien genauere Werte liefern.

Gerade beim Vergleich von Radialgeschwindigkeiten benachbarter Galaxien lassen sich damit verlässlichere Aussagen über die Dynamik innerhalb einer Galaxien-Gruppe treffen.

Als farbigen Schlussstrich zeige ich das aus dem IC2196-Profil erstellte „Spektrum in Farbe“.