Schlagwort: Supernovaüberrest

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Kosmische Funde zwischen Skylla und Charybdis

In einem Sternenfeld mit ein paar schwachen hellbraunen Staubwolken liegt in der Mitte eine große Wolke mit braunem Staub und blauen Gashüllen.

Bildcredit und Bildrechte: Louis LEROUX-GÉRÉ; Text: Ogetay Kayali (Michigan Tech U.)

Kommt euch dieses himmlische Objekt bekannt vor? Höchstwahrscheinlich nicht: Es handelt sich nämlich um ein Erstentdeckungsbild! Massereiche Sterne bilden schwere Elemente in ihrem Inneren und explodieren schließlich als Supernova. Die Überreste kühlen relativ schnell ab und verblassen. Dadurch sind sie sehr schwer zu entdecken.

Genau nach solchen schwachen Überresten von Supernovae sucht eine Gruppe von Amateur-Astrofotografen*. Sie stöbern in mehreren Durchmusterungen des Himmels nach Spuren dieser Ereignisse. Das Ergebnis ist dieses weltweit erste Foto vom Supernova-Überrest G115.5+9.1. Die Entdecker tauften den Überrest Skylla. Das schwach leuchtende Objekt liegt im Sternbild des mythischen Königs Kepheus von Aithiopia.

Die Emission von Wasserstoffatomen wird hier in Rot gezeigt. Sauerstoff zeigt leichte Spuren von Blau. Überraschenderweise befindet sich gleich noch eine Entdeckung im Bild im rechten oberen Eck. Dort ist ein bisher unbekannter Kandidat für einen planetarischen Nebel. Passend zu Skylla wurde der Nebel Charybdis getauft. Es ist eine Anlehnung an die Redewendung „Gefangen zwischen Skylla und Charybdis“ aus Homers Odyssee.

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Schleiernebel: Fasern einer alten Supernova

Am Nachthimmel ist eine große, komplexe Nebelwolke in Rot und Blau. Der Schleiernebel hat mehrere bekannte Teile, zum Beispiel den Fledermausnebel und den Hexenbesen.

Bildcredit und Bildrechte: Abdullah Alharbi

Diese Wolkenfetzen sind die letzten sichtbaren Reste eines Sterns in der Milchstraße. Vor etwa 7000 Jahren explodierte der Stern als Supernova und hinterließ den Schleiernebel. Zu dieser Zeit war die sich ausdehnende Wolke so hell wie eine Mondsichel. Für Menschen, die zu Beginn der Geschichtsaufzeichnung lebten, war dieses Phänomen für mehrere Wochen zu sehen.

Heutzutage ist der Supernovaüberrest auch als Cygnus-Bogen bekannt. Inzwischen ist er verblasst und nur mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Schwan (Cygnus) zu sehen. Der verbliebene Schleiernebel ist riesig, obwohl er 1400 Lichtjahren entfernt ist. Er umspannt einen Bereich, der mehr als fünf Vollmonde breit ist.

Dieses Bild wurde Mitte 2024 in Kuwait aufgenommen, wobei Emissionen von Wasserstoff in Rot und Emissionen von Sauerstoff in Blau dargestellt sind. In Aufnahmen des gesamten Schleiernebels haben selbst fachkundige Augen Schwierigkeiten, die einzigartigen Fasern zu erkennen.

Knobelspiel: Astronomie-Puzzle des Tages

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Supernovaüberrest Cassiopeia A

Vor einem dunklen Sternenhimmel mit vielen bläulich leuchtenden Sternen ist eine ringförmige Wolke zu erkennen. Einige Bereiche sind rötlich und knotig, andere sind weißlich und rauchähnlich.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; D. Milisavljevic (Purdue Universität), T. Temim (Princeton Universität), I. De Looze (Universität Gent)

Massereiche Sterne haben eine spektakuläre Existenz. Sie entstehen, wenn riesige kosmische Wolken unter dem Einfluss der Schwerkraft kollabieren. Dann beginnt die Kernfusion, die in den Kernen der Sternen schwere Elemente erzeugt.

Die schwersten Sterne schleudern die so angereicherte Materie nach nur wenigen Millionen Jahren in den Raum zwischen den Sternen zurück. Dort kann die Sternentstehung erneut beginnen.

Diese sich ausdehnende Wolke trägt die Bezeichnung Cassiopeia A. Sie ist ein Beispiel für diese letzte Phase der Existenz eines Sterns und entstand in einer Supernova-Explosion. Sie leuchtete vor etwa 350 Jahren am irdischen Himmel auf. Es dauerte 11.000 Jahre, bis ihr Licht uns erreichte.

Dieses scharfe Bild hat das James-Webb-Weltraumteleskop mit im nahen Infrarot aufgenommen. Es zeigt den Überrest der Supernova mit den noch heißen Filamente und Knoten. Die weißliche, rauchähnliche äußere Hülle ist die sich ausbreitende Stoßwelle der Explosion. Sie hat einen Durchmesser von etwa 20 Lichtjahren. Detaillierte Bilder des Weltraumteleskops zeigen in der Umgebung der gewaltigen Sternexplosion einige ihrer Lichtechos.

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Reste von Supernovae – groß und klein

In einem Sternfeld mit mehreren Nebeln befindet sich links oben ein eckiger, kleiner blauer Supernova-Überrest. Rechts unten dominiert ein großer Supernova-Überrest in Rot und Blau.

Bildcredit und Bildrechte: Stéphane Vetter (Nuits sacrées)

Was passiert, nachdem ein Stern explodiert? Ein riesiger Feuerball aus heißem Gas schießt in alle Richtungen. Wenn dieses Gas auf das interstellare Medium prallt, erhitzt es sich so stark, dass es zu leuchten beginnt.

Zwei unterschiedliche Supernovaüberreste (SNRs) sind auf dem gezeigten Bild zu sehen, das am Oukaïmeden–Observatorium in Marokko aufgenommen wurde. Der blaue fußballförmige Nebel im linken oberen Bereich ist SNR G179.0+02.6 und ist anscheinend der kleinere. Diese Supernova, die etwa 11.000 Lichtjahre entfernt passiert ist, explodierte vor etwa 50.000 Jahren. Obwohl der Nebel hauptsächlich aus Wasserstoffgas besteht, wird das blaue Licht von einer geringen Menge Sauerstoff ausgestrahlt.

Der vermeintlich größere SNR, der den unteren rechten Bildbereich dominiert, ist der Spaghetti-Nebel, der in den Katalogen als Simeis 147 und Sharpless 240 verzeichnet ist. Diese Supernova, die nur etwa 3.000 Lichtjahre entfernt ist, explodierte vor etwa 40.000 Jahren.

Im direkten Vergleich sind beide Supernovaüberreste, obwohl sie unterschiedlich groß erscheinen, nicht nur etwa gleich alt, sondern auch etwa gleich groß.

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In der Nähe des Herznebels

Das Bild zeigt ein weites Sternenfeld mit mehreren Nebeln, die auf dem Rollover-Bild beschriftet sind. Links oben ist ein großer herzförmiger Nebel, der Herznebel.

Bildcredit und Bildrechte: Jeff Horne und Drew Evans

Was bringt den Herznebel zum Strahlen?
Der große Emissionsnebel, auch als IC 1805 bekannt, befindet sich in dieser Langzeitaufnahme links oben und ähnelt einem menschlichen Herz. Wegen des am häufigsten vorkommenden Elements Wasserstoff leuchtet der Herznebel im roten Licht besonders hell. Dieses Bild ist eine Komposit-Aufnahme und ist zudem mit dem ausgestrahlten Licht von Schwefel (gelb) und Sauerstoff (blau) überlagert.

Im Zentrum des Herznebels befinden sich junge Sterne des offenen Sternhaufens Melotte 15. Ihre Sternenwinde und ihr energiereiches Licht zersetzen nach und nach die malerisch schönen Staubsäulen.

Der Herznebel ist in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren im Sternbild Kassiopeia zu finden. Diese Weitwinkelaufnahme zeigt aber noch viel mehr: den Fischkopfnebel direkt unter dem Herznebel, einen Supernovaüberrest (links unten) und gleich drei planetarische Nebel (rechts). Dieses Bild entstand durch Aufnahmen von insgesamt 57 Nächten und ermöglicht damit lange, komplexe und lichtschwache Filamente deutlich zu sehen.

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Der Meerjungfraunebel-Supernovarest

Der Meerjungfraunebel im Sternbild Zentaur besteht aus blau leuchtenden Gasfasern. Dahinter sind lose verteilte Sterne.

Bildcredit und Bildrechte: Neil Corke; Text: Natalia Lewandowska (SUNY Oswego)

Neue Sterne entstehen aus den Überresten vergehender Sterne.

Der Supernova-Überrest G296.5+10.0, zu dem auch der abgebildete Meerjungfrauennebel gehört, ist ein gasförmiger Überrest. Er entstand beim Gravitationskollaps und dem anschließenden Ende eines sehr massereichen Sterns in unserer Milchstraße. Der Meerjungfrauennebel ist auch als Betta-Fisch-Nebel bekannt. Er gehört zu einer ungewöhnlichen Unterklasse von Supernova-Überresten, die zweiseitig und fast kreisförmig sind.

Der fadenförmige Nebel wurde ursprünglich im Röntgenlicht entdeckt. Er wird auch im Radio– und Gammastrahlenlicht häufig untersucht. Die hier sichtbare blaue Farbe stammt von doppelt ionisiertem Sauerstoff (OIII). Das tiefe Rot dagegen wird von Wasserstoff abgestrahlt. Die meerjungfrauenartige Form des Nebels erwies sich als nützlich für Messungen des interstellaren Magnetfelds.

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NGC 6995: Der Fledermausnebel

Vor einem dunklen Hintergrund mit wenigen kleinen Sternen leuchtet ein lebhafter magentafarbener Nebel mit vielen blauen Fasern. Seine Form erinnert an eine Fledermaus.

Bildcredit und Bildrechte: Mike Taivalmaa

Seht ihr die Fledermaus? Sie flattert durch diese Nahaufnahme des östlichen Cirrusnebels.

Der Cirrusnebel ist ein riesiger Supernovarest. Das ist eine sich ausdehnende Wolke aus den Überresten der finalen Explosion eines massereichen Sterns. Der ganze Schleiernebel ist annähernd kreisförmig. Er bedeckt am Himmel in Richtung des Sternbilds Schwan (Cygnus) fast 3 Grad. NGC 6995 wird informell Fledermausnebel genannt. Er reicht dagegen nur über etwa 1/2 Grad, das ist die scheinbare Größe des Mondes am Himmel. Daraus ergibt sich ein tatsächlicher Durchmesser des Nebels von 12 Lichtjahren, da das Objekt geschätzte 1400 Lichtjahre von der Erde entfernt ist.

Die einzelnen Aufnahmen des Bildes wurden durch Schmalbandfilter gemacht. Emissionen von Wasserstoffatomen sind rot eingefärbt, starke Emissionen von Sauerstoff werden in Blautönen dargestellt.

Im westlichen Teil des Cirrusnebels ist ein weiteres saisonales Gespenst zu finden: der Hexenbesennebel.

Unterricht: Ideen für APOD in der Lehre (englisch)

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Supernovaüberrest CTA 1

Im Bild sind rote und blaue Nebelfetzen verteilt, gemischt mit kleinen, rot leuchtenden Sternen.

Bildcredit und Bildrechte: Thomas Lelu

Im Zentrum von CTA 1 befindet sich ein „stiller Pulsar„. 1960 entdeckten Astronomen* den Supernova-Überrest als Emissionsquelle im Radiowellenbereich. Sie erkannten ihn als Überrest der Explosion eines massereichen Sterns. Bei dem Pulsar wurden jedoch keine Radiopulse entdeckt. Man erwartete, dass vom kollabierten Kern des Sterns ein rotierender Neutronenstern übrig bleibt.

Bei der ursprünglichen Supernova-Explosion vor 10.000 Jahren blieb eine interstellare Trümmerwolke zurück. Sie ist in optischen Wellenlängen kaum zu erkennen. Noch immer dehnen sich die Stoßfronten aus. Das ist auf diesem lange belichteten Bild zu sehen, das mit einem Teleskop erstellt wurde. Der Sternenrest ist etwa 2 Grad groß. Er reicht über ein Sternfeld im nördlichen Sternbild Kepheus.

Zwar wurde seither in Radiowellenlängen kein Pulsar entdeckt. Doch das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi entdeckte im Jahr 2008 die gepulste Emission von CTA 1. Er wurde als der rotierende Neutronenstern des Supernova-Überrests identifiziert. Die Quelle wurde als erste einer neuen Klasse von Pulsaren erkannt. Diese Art Pulsare sendet keine Impulse im Radiowellenbereich, pulsiert aber in energiereicher Gammastrahlung.

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