IC 5146, Kokon-Nebel, Collinder 470

Auf einem Blick:

SternbildSchwan

Position
Äquinoktium: J2000.0 Rektaszension 21^h 53,5^m Deklination +47° 16′ Erscheinungsbild Scheinbare Helligkeit (visuell) +7,2 mag Winkelausdehnung ca. 10' Nebel Nebeltyp Emission / Reflexion / Absorption Ionisierende Quelle des emittierenden Teils eingebetteter Sternhaufen Collinder 470 und vor allem der 10-mag-Stern BD +46° 3474 (Typ B0 V) in dessen Zentrum ^[1] Sternhaufen Klassifikation III 2 p n (Trumpler) Anzahl Sterne ca. 100 ^[2] Physikalische Daten Zugehörigkeit Milchstraße Entfernung (3100 ± 300) Lj / (950 ± 80) pc ^[3] Durchmesser ca. 10 Lj Geschichte Entdeckung Edward Barnard, 11. Oktober 1893; unabhängig davon: Max Wolf, 28. Juli 1894 ^[2] Katalogbezeichnungen Nebel IC 5146, Sh2-125, LBN 424, Ced 198, Min 2-70 SternhaufenCr 470, OCl 213, Lund 1001

Objektinformation:

IC 5146, auch als Kokon-Nebel bekannt, ist ein astronomischer Nebel mit einem eingebetteten offenen Sternhaufen im Sternbild Schwan. Der Sternhaufen trägt die Bezeichnung Collinder 470.

Der Nebel hat eine scheinbare Ausdehnung von rund 10 Bogenminuten und ist etwa 3000 Lichtjahre von der Erde entfernt; seine physische Ausdehnung beträgt damit ca. 10 Lichtjahre.

Der Nebel ist ein Sternentstehungsgebiet mit ionisiertem atomarem Wasserstoff und hat sowohl emittierende, reflektierende als auch absorbierende Bestandteile.
IC 5146 befindet sich von der Erde aus gesehen am östlichen Ende der länglichen Dunkelwolke Barnard 168 und ist mit dieser zusammen Teil einer ausgedehnten Molekülwolke. Etwas westlich liegt der Reflexionsnebel von vdB 147, der vermutlich auch zum Komplex gehört.

Die im Innern der Wolke ablaufende, rege Sternentstehung führt zur Bildung eines jungen offenen Sternhaufens mit der Bezeichnung Collinder 470, einer scheinbaren Helligkeit von 7,2 mag und einem geschätzten Alter von wenigen hunderttausend Jahren. Dieser Sternhaufen und insbesondere der hellste Stern in seinem Zentrum, BD +46° 3474 (Typ B0 V, 10 mag), sind verantwortlich für die Ionisation des Nebels und damit für sein Leuchten. Sie schaffen eine "Höhle" im Staub und Gas der Molekülwolke und eröffnen uns somit den Blick in sein Inneres.

Der Nebel wurde fotografisch von Edward Barnard auf einer Aufnahme vom 11. Oktober 1893 entdeckt, später unabhängig davon auch von Max Wolf (28. Juli 1894).

(Textquelle: Wikipedia)

Zur Geschichte der Entdeckung (von Wolfgang Steinicke):

IC 5146 im Schwan, auch bekannt als „Cocoon-Nebel“, ist wieder eines jener Objekte, die ordentlich
Verwirrung gestiftet haben. Nicht nur was die Frage nach dem Entdecker angeht sondern auch hinsichtlich
der korrekten Identifizierung.

Folgt man Dreyers „Second Index Catalogue“ von 1908, so gibt es zwei Entdecker: Espin und Wolf.
Leider ist es aber keiner von beiden. Der Ruhm gebührt vielmehr – wie so oft – Edward Emerson Barnard.
Er fand den Nebel fotografisch mit der 6"-Willard-Linse am Lick Observatory. Die Aufnahme entstand
am 11. Oktober 1893. Barnard erwähnt dies allerdings erst in einem Artikel von 1905 [1], nachdem er von
Max Wolfs Entdeckung gelesen hatte, die dieser ein Jahr früher publizierte [2]. Wolf berichtet, dass er den
Nebel auf einer Aufnahme vom 28. Juli 1894 gefunden habe. Sie wurde mit seiner privaten 6"-
Astrokamera gemacht. In diesem Artikel präsentiert er eine neue Aufnahme vom 10. Juli 1904 mit dem
16"-Bruce-Astrographen am Königstuhl. Ihm war bereits früher aufgefallen, dass einige Nebel von
sternlosen Regionen umgeben sind. Das neue Objekt, das ihn an den Trifid-Nebel erinnert, war hierfür ein
bemerkenswertes Beispiel; zumal sich ein fast 2° langer, sternloser Kanal nach Westen erstreckt. Solche
sternlosen Gebiete nannte Wolf „Höhlennebel“.

Barnard war, wenn es um die Priorität von Beobachtungen ging, sehr empfindlich. Er lobte zwar Wolfs
Aufnahme, bemerkte aber, dass er „mit dem sternlosen Band und dem kleinen Nebel“ bereits seit Oktober
1893 vertraut sei. Das besagte Band nahm er später als Nr. 168 in seinen Atlas von Dunkelwolken auf. In
diesem monumentalen Werk gibt Barnard auch eine ausführliche textliche Beschreibung – allerdings ohne
Abbildung (die findet sich in [3]: erstellt am 22.9.1895, Belichtungszeit 4h 15m). Er erwähnt hier er auch
erstmals den in IC 5146 liegenden Offenen Sternhaufen („über ein Duzend schwache Sterne
verschiedener Helligkeit“). Wie Walter Scott Houston berichtet, hat Barnard die seltsame Kombination
von Dunkelnebel (B 168) und hellem Ende (IC 5146) auch als „Chinese Dragon“ bezeichnet.
Was ist nun mit Thomas Henry Espinall Compton Espin? Espin fand den Nebel visuell mit dem 17,25"-
Calver-Reflektor seiner Privatsternwarte in Tow Law (Durham, England). Zu seinen Beobachtungen vom
13. und 15. August 1899 bemerkt er lediglich: „großer, schwacher Schimmer, etwa 8', in beiden Nächten
gut gesehen“ [4].

Fazit: Dreyer kannte offenbar Barnards (umfangreichen) Artikel nicht oder hatte die kurze Passage, in der
es um den Nebel geht, schlicht übersehen. Interessant ist seine Beschreibung im IC: „pB, vL, iF, *9.5 in
M“ (ziemlich hell, sehr groß, irreguläre Form, Stern 9,5 mag im Zentrum). Es gibt zwar in der Tat einen
„Zentralstern“ dieser Helligkeit (BD +46° 3474), der Nebel ist aber – vergleicht man ihn mit anderen –
weder besonders hell, noch sehr groß und auch nicht unregelmäßig geformt. Er erscheint visuell eher rund
und ist deutlich schwächer als etwa der Trifid-Nebel. Dreyers Beschreibung basiert offenbar auf Wolfs
publizierter Aufnahme von 1904. Sie ist nach heutigen Maßstäben eher „bescheiden“, die Reproduktion
hat ihr den Rest gegeben (Abb. 1). Der Nebel erscheint seltsam „deformiert“, die Sterne sind „fett“. Eine
weitere frühe Aufnahme stammt von William Sadler Franks, gemacht am 12.11.1904 mit dem 20"-
Reflektor von Isaac Roberts (der am 17.7.1904 verstorben war). Ihm folgte Heber Curtis mit der ersten
wirklich guten Aufnahme, gemacht mit dem Crossley Reflektor des Lick Observatory [5]. Kurz darauf
lieferte er auch eine präzise textliche Beschreibung [6], in der er allerdings Espin als Entdecker nennt.
Weitere Aufnahmen gelangen Francis Pease mit dem 60-Zöller am Mt. Wilson [7].

IC 5146 kann für ihn „mit keinem anderen Objekt in Beziehung gesetzt werden“; es erinnert, was die dunklen                                     Markierungen angeht, an M 8 und M 16. Eine schöne Aufnahme lieferte später auch de Kerolyr [8].

Das zweite Problem betrifft den Identifizierung bzw. Typ von IC 5146. Es finden sich viele
Literaturstellen wo das Objekt als „Offener Sternhaufen“ bezeichnet wird. Die Beschreibungen der
Entdecker bieten dafür aber nicht den geringsten Anlass: Hier ist eindeutig der Nebel gemeint! Urheber
der Verwirrung ist Per Collinder, der IC 5146 in seinen Sternhaufen-Katalog von 1931 als Nr. 470
aufgenommen hat. Seitdem führt das Objekt ein seltsames Doppelleben als Offener Sternhaufen (Col 470,
OCL 213) und Galaktischer Nebel (Ced 198, LBN 424). Die inkorrekte Identifizierung findet sich z.B. in
der Internet-Datenbank SIMBAD, in Sinnotts NGC 2000.0 („C+N“) oder in der Uranometria I. Im
zugehörigen Deep Sky Field Guide heißt es zu IC 5146: „eingebettet im Cocoon-Nebel“ und als visuelle
Helligkeit ist 7,2 mag angegeben, ein Wert der dann gelegentlich (und inkorrekt) in der Literatur für den
Nebel übernommen wurde (z.B. bei Luginbuhl und Skiff). Eine korrekte Darstellung liefert dagegen das
Buch „Star Clusters“ von Archinal und Hynes. Andere setzen aber noch eins drauf und identifizieren den
schlauchartigen Dunkelnebel B 168 als „Cocoon“! Die neue Uranometria (nebst DSFG) – nach einigen
Verbesserungen leider immer noch nicht makellos – enthält übrigens erfreulicherweise korrekte Angaben.
Abb. 1: Ausschnitt aus Wolfs Aufnahme von IC 5146 und B 168 von 1904.

Die Verwirrung bei IC 5146 ist verständlich, handelt es sich doch um eine bemerkenswerte Kombination
von Emissions-, Reflexions- und Dunkelnebel (sowohl im Nebel selbst als auch in der Umgebung) sowie
einem eingebetteten Sternhaufen mit hellem Stern im Zentrum. Dieser ist für die Anregung verantwortlich
(Typ B0V, visuelle Helligkeit 10,02 mag). Etwa 20' westlich, und offenbar ebenfalls zum Komplex
gehörend, befindet sich der kleine Reflexionsnebel vdB 147. Das Spektrum von IC 5146 gab einige Rätsel
auf. Während es nach Hubble „kontinuierlich“ ist [9], klassifizierten Minkowski (Min 2-70) und
Sharpless (Sh2-125) das Objekt als Emissionsnebel bzw. HII-Region. Hoch auflösende Spektren zeigen
Emissionslinien auf einem Kontinuum, so dass der Cocoon-Nebel, nach Herbig, ein „Übergangsfall“
zwischen Emissions- und Reflexionsnebel ist.

Der innere Sternhaufen besteht aus etwa 100 sehr jungen Sternen (Alter ca. 3 Mio. Jahre) mit Helligkeiten
bis 12 mag. Walker hat ihn als erster photometrisch untersucht [10]. Auch er nennt den Haufen „IC 5146“
(und gibt überdies Wolf als Entdecker des Nebels an). Der Cocoon-Nebel ist eingebettet in eine
ausgedehnte Molekülwolke [11].

Die Entfernung zu diesem Komplex beträgt ca. 4000 Lj, der Durchmesser des Nebels dürfte damit ca. 12 Lj betragen.
Woher stammt nun der (einleuchtende) Name „Cocoon“? Dies bleibt ein Rätsel. Der „Sky Catalogue II“
nennt als Quelle Vehrenbergs „Atlas der schönsten Himmelsobjekte“. In der Tat ist IC 5146 auf S. 229
abgebildet und beschrieben – der Autor nennt sogar die drei Entdecker (datiert alle aber auf 1894).

Literatur
[1] Barnard, E. E., The Bruce Photographic Telescope of the Yerkes Observatory, Astrophys. J. 21, 35
(1905)
[2] Wolf, M., A Remarkable Nebula in Cygnus connected with Starless Regions, Mon. Not. Roy. Astr.
Soc. 64, 838 (1904)
[3] Barnard, E. E., Photographs of the Milky Way and of Comets made with the Six-Inch Willard Lense
and Crocker Telescope During the Years 1892 to 1895, Publ. Lick Obs. 11 (1913), Plate 81
[4] Espin, T. E., New Nebulae, Astron. Nachr. [3633], 152, 141 (1900)
[5] Curtis, H. D., The Nebulae, Publ. Astron. Soc. Pacific 29, 91 (1917)
[6] Curtis, H. D., Descriptions of 762 Nebulae an Clusters Photographed with the Crossley Reflector,
Publ. Lick Obs. 13, 9 (1918)
[7] Pease, F. G., Photographs of Nebulae with the 60-Inch Reflector, Astrophys. J. 51, 276 (1920)
[8] de Kerolyr, M., Nebula I.C. II 5146 Cygnus, Mon. Not. Roy. Astr. Soc. 96, 122 (1935)
[9] Hubble, E. P., The Source of Luminosity in Galactic Nebulae, Astrophys. J. 56, 400 (1922)
[10] Walker, M. F., Studies of Extremely Young Clusters. III. IC 5146, Astrophys. J. 130, 57 (1959)
[11] Wilking, B. A., Harvey, P. M., Joy, M., High-resolution Infrared Observations of IC 5146, Astron. J.
89, 496 (1984)