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.4stron. Nachr., Bd. 294, H. I ~ ?_ (1972)

Zur Spiralarmstruktur am sudwestlichen Rand von M 31 F. HORNGET\', Tautenburg

Zentralinstitut fur Astrophysik

hi i t t e i 1 u n g e n d e s K a r 1 - S c h w a r z s c 11 i 1 d - 0 b s e r v a t o r i u m s T a u t e n b u r g N r. 5 9

Mit I '4bbildung. (Eingegangen 1971 November 16)

Die Spiralstruktur am siidwestlichen Rand von RI 3 1 wircl an Hand cler L'erteilung der dort bekannten OB-Assoziationen diskutiert. Ausgehend yon vier eindeutig definierten Spiralarmsegmenten wird nach dem Verlauf der Spiralarme gefragt. Es wird darauf hingewiesen, daB der aul3erste Spiralarm am nordlichen Ende der grol3en Achse von ill 31 eine nierklich geringere Kernentfernung besitzt als der entsprechende Arm a m siidlichen Ende tler groOen Achse. M a n darf deshalb ani Nordostrand des Andromedanebels einige weitere, bisher unbekannte OB-Assoziationen vermuten.

The spiral structure on the south-wester11 Ilorder of M 31 is discussed using the distribution of there well- known OB associations. Starting from four clearly defined spiral-arm segments the course of the spiral-arms is asked. The most distant spiral-arm on the northern end of the major as is of M 3 1 has a considerably smaller distance from the nucleus than the corresponding arm on the southern end of it. Therefore on the north-eastern border of h l 31 some OB associations till now unknown may be suspected.

Kurzlich hat G. A. RICHTER [I] in den auBeren Randzonen des Andromedanebels sudwestlich des Kernes sieben neue OB-Assoziationen R I...R 7 gefunden. Diese fugen sich, wie Abb. I zeigt, zusammen mit den 1963 von VAN DEN BERCH [ z j entdeckten 1880B-Assoziationen relativ gut zu einer Spiral- struktur.

k P C

20

10

0

10

20 ..

I I I 20 10 0 10 20 kpc

Abb. r.sVerteilung der bisher bekannten OB-Assoziationen in der Hauptebene von RI 3 I unter Annahme eines Neigungs- winkels von 1 2 0 3 . In der .4bbildung liegt die groOe Achse von M 3 1 horizontal, die kleine Achse vertikal. Der Kern von

Rl 3 1 ist mit 2 gekennzeichnct.

80 F. BORNGEN : Zur SL’iralarmstruktur nni stidwestlichen Rand yon I f 31

( 1 )

(3) ( 2 )

(4)

Nach G. A. RICHTER kann man die Folgen der Assoziationen OB 183-OB 185-OB 186-R 7- OB 188 und OB 183-R I-R 2-R 3-R 5-R 6 als zwei Segmente eines sehr weit aul3en liegenden Spiralarmes ansehen. Bei naherer Betrachtung ergibt sich, daB es sich bei den genannten Folgen nicht um Teile eines Armes, sondern um zwei Segmente zweier verschiedener Spiralarme handelt ; ersetzen wir in der ersten, von G. A. RICHTER angegebenen Folge OB 183 durch OB 184, so erhalten wir ein eindeutig definiertes Spiralarmsegment. Aber auch fur die in1 zweiten Segment hergestellte Verbindung zwischen OB 183 (Kernabstand r = 21.1 kpc) und R I (Y = 24.7 kpc) besteht keine zwingende Ver- anlassung. Dies zeigt die im folgenden durchgefuhrte ausfuhrlichere Diskussion der Spiralstruktur am Sudwestrand von ill 31.

Wir gehen aus von vier deutlicli erkennbaren Spiralarmsegmenten, die sicli aus der Lage der auBeren, zu beiden Seiten der groBen Achse von hI 31 gelegenen Assoziationen ergeben : (I) OB 177 - OB 178 - OB 179 - OB 180 ( 2 ) OB 181 - OB 182 - OB 183 (3) OB 184 - OB 185 - OB 186 - R 7 - OB 188 (4) R I - R z / R 3 - R 5 - R 6 .

Diese in Abb. I eingezeichneten Segmente durfen als gut definiert angesehen werden. Die Seg- mente (3) und (4) entsprechen in etwa den RlcHTERschen Folgen. Unbekannt ist, ob die vier Segmente Teile von ausgedehnteren Spiralarmen sind und, nehmen wir dies einmal an, ob sie vier verscliiedenen Spiralarmen oder teilweise einunddemselben Arm angehoren. Sollten sie Teile von grol3eren Spiral- armen sein, ist zu fragen, wie diese Spiralarme verlaufen, insbesondere, mit welchen kernnaheren OB-Assoziationen bzw. Segmenten sie in Verbindung stehen. Die Beantwortung dieser Fragen ist aus morphologisclien Grunden allein nicht vollig eindeutig moglicli.

Da wir uns ausschlieBlich fur den Yerlauf der Spiralstruktur am stidwestlichen Rand von M 31 interessieren, ist zu klaren, mit welchen kernnaheren Segmenten die beiden vom Kern weit entfernten Segmente (3) und (4) in Zusammenhang stehen. RICHTER [I] stellt bereits eine Verbindung zwischen Segment (4) und Segment (2 ) uber die Assoziation OB 183 her. Dies ist aher nur eine Variante. Insge- samt sind drei Kombinationen moglicli. I . Die Segmente (I) und (3) sowie ( 2 ) und (4) gehoren zusammen und bilden jeweils einen Spiralarm. 2. Die Segmente ( 2 ) und (1) bilden zusammen einen langgestreckten Spiralarm. Das Segment (3) ist

der AbschluB eines kernnaheren Spiralarmes, dessen innerer Verlauf durch die Assoziationen OB 121 - OB 122 - OB 123 - OB 124 - OB 125 - OB 126 gegeben ist.

Oh zwischen OB 126 (Y = 13.7 kpc) und OB 184 (20.4 kpc) tatsachlicli eine Verbindung be- steht, ist jedoch ungewiB. Eine Verbindung liel3e sich zwar iiber OB 129 (14.8 kpc) ermoglichen. Wahrscheinlicher ist, was VAN D E N BERCH [2 ] vermutet, ein Zusamnienhang zwischen OB 126, OB 127 (13.6 kpc) und OB 128 (13.7 kpc). Die unter Punkt 2 diskutierte Variante ist somit die unsicherst e.

3. Die Segmente ( 2 ) und (3) gehoren zu einem ausgedehnten Spiralarm. Fur diese Kombination spricht die relativ gute ubereinstimmung der mittleren Kernabstande der beteiligten Spiralarmsegmente. Dies bestatigt ein Blick auf die weiter unten ,angegebene Tabelle. Sollte sie richtig sein, wurde Sequenz (4), die sich ausschlieBlich aus neuentdeckten RrcHTERschen OB-Assoziationen zusammen- setzt, einen bisher unbekannten aul3eren Spiralarm definieren.

Von den drei genannten hloglichkeiten erscheint uns die erste am wahrscheinlichsten. Welche der drei Moglichkeiten tatsachlich verwirklicht ist, laBt sic11 aber mit Bestimmtheit nicht entscheiden. Auf alle Faille stellt Sequenz (4) das kernentfernteste bisher bekannte Spiralarmsegment im gesamten Andromedanebel dar. Die fast 30 kpc vom Kern entfernte OB-Assoziation R 4 konnte sogar ein letzter beobachtbarer Rest eines noch etwas entfernteren Spiralarmes sein.

Am nordostlichen Rand von M 31 liegen, wie Abb. I zeigt, in der Nahe der groBen Achse die Asso- ziationen OB 152, OB 153, OB 154, OB 155, OB 156, und OB 157. Die Assoziationen OB 153 bis OB 157 lassen sich zu einem Spiralarmsegment vereinigen. Dieses besitzt nacli Projektion ihrer Schwer- punkte in die ;iquatorialebene von M 31 einen mittleren Kernahstand ( Y ) = 14.7 kpc f 0.5 kpc (m.F.). Die mittleren Entfernungen der eingangs definierten, sudwestlicli des Kernes gelegenen Segmente betragen zum Vergleich

~ ~~

15.7 kpc f 1.0 kpc 19.7 f 1.2

25.6 1.3 2 2 . 6 * 1,s

I?. BORNGEN: Zur SPiralarmstru1;tur ain siiclwcstliclicn Rand von M j r 81

(z ) , (j) und (3) am Siidwestrand; seine niittlere Kernentfernung ist fast 7 kpc kleiner als die des Seg- mentes (4). Setzt man einen symmetrisclien Aufbau von hI 31 voraus, so sollten am Nordostrand Spureii einiger weiterer OB-Assoziationen vorhanden sein, die einem noch unbekannten aul3eren Spiral- arm angehijren. Die am Nordostrand in einer Kernentfernung von 19.9 kpc isoliert von dem Segment OE 153 bis OE 157 gelegene Assoziation OB 152 kann bereits als Hinweis auf die Existenz eines solchen Arines gedeutet werden. Eine Suche nach clerartigen OB-.Assoziationen wird zur Zeit auf Tautenburger Plattenmaterial vorgenommen.

Literatur G. A. RICHTER, Weitere OU-Assozintioncn in den auRersten Rsiidzoneii von hI 3 I .

S . KIN DEN BERGH, Stellar Associations in the Andromeda Nebula. .Astropliys. J . Suppl. Ser. 9.65 (1964).

.Astron. Nachr. 292.275 (197').