Schlagwort: Supernovaüberrest

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M1: Der unglaubliche expandierende Krebs

Der Krebsnebel M1 wurde vom Weltraumteleskop James Webb abgebildet. Das Rollover-Bild zeigt denselben Krebsnebel, diesmal jedoch vom Weltraumteleskop Hubble. Das Webb-Bild wurde im nahen Infrarot aufgenommen, das Hubble-Bild im sichtbaren Licht.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Jeff Hester (ASU), Allison Loll (ASU), Tea Temim (Princeton-Universität)

Der Krebsnebel, katalogisiert als M1, ist das erste in Charles Messiers berühmter Liste von Objekten, die nicht Kometen sind. Heute weiß man, dass der Krebsnebel ein Supernovaüberrest ist, eine Gas- und Staubwolke, die sich nach der Explosion eines massereichen Sterns ausdehnt. Die heftige Entstehung des Krebsnebels wurde von Sternforschenden im Jahr 1054 beobachtet.

Der heutige Durchmesser des Nebels beträgt etwa 10 Lichtjahre. Dabei dehnt er sich nach wie vor mit einer Rate von mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde aus. Die Ausdehnung kann durch den Vergleich dieser Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops und des James-Webb-Weltraumteleskops beobachtet werden. Die dynamischen, zersplitterten Filamente der Krabbe sind im visuellen Licht in einer Hubble-Aufnahme aus 2005 und im Infrarot in einem Webb-Bild aus 2023 zu sehen. Das kosmische Krustentier befindet sich in etwa 6500 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Taurus (der Stier).

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M1: Der Krebsnebel

Der Krebsnebel M1 wurde vom Weltraumteleskop James Webb abgebildet. Das Rollover-Bild zeigt denselben Krebsnebel, diesmal jedoch vom Weltraumteleskop Hubble. Das Webb-Bild wurde im nahen Infrarot aufgenommen, das Hubble-Bild im sichtbaren Licht.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Tea Temim (Princeton-Universität)

Der Krebsnebel trägt auch die Katalogbezeichnung M1, das erste Objekt, das Charles Messier in seine berühmte Liste von Himmelsobjekten, die definitiv keine Kometen sind, eingetragen hat.

Heutzutage wissen Astronom*innen, dass der Krebsnebel ein Supernovaüberrest ist, Reste der Todesexplosion eines massereichen Sternes, die im Jahr 1054 von Astronomen beobachtet wurde. Dieses scharfe Bild, das von NIRCam (Near-Infrared Camera) und MIRI (Mid-Infrared Instrument) des James Webb Space Telescope aufgenommen wurde, untersucht im Infrarotlicht das gespenstischen Leuchten und die fragmentierten Stränge der noch immer expandierenden Wolke kosmischer Trümmer.

Eines der exotischten Objekte, das Astronom*innen heutzutage kennen, der Crab-Pulsar (ein Neutronenstern, der sich 30 mal pro Sekunde um seine Achse dreht), ist in der Nähe des Zentrums sichtbar. Wie ein kosmischer Dynamo treibt der kollabierte Überrest des Kern des Sterns die Emissionen des Krebsnebels im gesamten elektromagnetischen Spektrum an.

Der Krebsnebel hat eine Ausdehnung von 12 Lichtjahren und befindet sich im 6.500 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Stier.

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Staub und der westliche Schleiernebel

Im Bild breitet sich eine Wolke aus roten und bläulich leuchtenden Nebelfasern aus.

Bildcredit und Bildrechte: Jiang Wu

Er ist so groß, dass man ihn leicht übersieht. Der Schleiernebel ist als Ganzes sechsmal so breit wie der Vollmond, doch er ist so blass, dass man ihn nur mit einem Fernglas sieht. Der Nebel entstand vor etwa 15.000 Jahren, als ein Stern im Sternbild Schwan (Cygnus) explodierte. Die spektakuläre Explosion war wohl eine Woche lang heller als die Venus – doch es gibt keine bekannte Aufzeichnung darüber.

Das Bild zeigt den westlichen Rand der immer noch expandierenden Gaswolke. Zu den markant leuchtenden Gasfasern zählen der Hexenbesennebel links oben beim hellen Vordergrundstern 52 Cygni und Flemings dreieckiges Büschel (früher bekannt als Pickerings Dreieck), das diagonal in der Bildmitte liegt.

Selten abgebildet, doch auf der lang belichteten Aufnahme in vielen Spektralbändern ist er zu sehen: der reflektierende braune Staub, der links im Bild senkrecht verläuft. Dieser Staub entstand wahrscheinlich in den kühlen Atmosphären massereicher Sterne.

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SN 1006: Ein Supernova-Band von Hubble

Quer durchs Bild verläuft von links unten nach rechts oben ein rotes Band. Der Hintergrund ist von Sternen gesprenkelt.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnis (STScI/AURA); Danksagung: W. Blair et al. (JHU)

Wie entstand dieses ungewöhnliche Band im Weltraum? Die Antwort: Durch eine der gewaltsamsten Explosionen, die je in der Antike zu sehen war. Im Jahr 1006 erreichte das Licht einer Sternexplosion im Sternbild (Lupus) die Erde. Es bildete einen „Gaststern“ am Himmel, der heller leuchtete als die Venus und mehr als zwei Jahre bestehen blieb.

Die Supernova ist heute als SN 1006 katalogisiert. Sie ereignete sich in einer Entfernung von etwa 7000 Lichtjahren und hinterließ einen riesigen Überrest, der sich immer noch ausdehnt und verblasst.

Das Bild zeigt einen kleinen Teil dieses expandierenden Supernova–Überrestes. Er wird von einer dünnen, auswärts wandernden Stoßfront begrenzt, die das umgebende Gas aufheizt und ionisiert. Der Supernovaüberrest SN 1006 hat inzwischen einen Durchmesser von fast 60 Lichtjahren.

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Cassiopeia A wiederverwerten

Vor einem schwarzen Himmel mit wenigen Sternen leuchten die Fasern eines Supernovaüberrestes in Blau, Violett und Hellgelb.

Bildcredit: Röntgen – NASA, CXC, SAO; Optisch – NASA,STScI

Massereiche Sterne in unserer Milchstraße führen ein spektakuläres Leben. Riesige kosmische Wolken kollabieren, zünden darin ihre Kernbrennöfen und erzeugen schwere Elemente. Nach wenigen Millionen Jahren wird das angereicherte Material in den interstellaren Raum zurückgeschleudert, wo von Neuem Sternbildung beginnen kann.

Diese Trümmerwolke dehnt sich aus. Sie ist als Cassiopeia A bekannt und ein Beispiel für die Schlussphase im stellaren Entwicklungszyklus. Das Licht der Explosion, aus der dieser Supernovaüberrest entstand, war vor etwa 350 Jahren erstmals am Himmel des Planeten Erde zu sehen, doch es dauerte ungefähr 11.000 Jahre, bis es zu uns gelangte.

Dieses Falschfarbenbild entstand aus Röntgen- und optischen Bilddaten des Röntgen-Observatoriums Chandra und des Weltraumteleskops Hubble. Es zeigt die immer noch heißen Fasern und Knoten im Überrest. Dieser ist bei der geschätzten Entfernung von Cassiopeia A etwa 30 Lichtjahre groß.

Die energiereichen Röntgenemissionen bestimmter Elemente wurden farblich codiert: Silizium in Rot, Schwefel in Gelb, Kalzium in Grün und Eisen in Violett. Das hilft Forschenden, die Wiederverwertung des Sternenstoffs in unserer Galaxis zu untersuchen. Die äußere, blau abgebildete Druckwelle expandiert immer noch. Der helle Fleck beim Zentrums ist ein Neutronenstern, das ist der unglaublich dichte, kollabierte Überrest des massereichen Sternkerns.

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Der Supernovaüberrest des Medullanebels

In der Mitte des Bildes mit Sternennebeln leuchtet ein runder Nebel aus Fasern, der auf einer Seite blau und links unten rot leuchtet.

Bildcredit und Bildrechte: Kimberly Sibbald

Wie entstand dieser ungewöhnliche Nebel? CTB-1 ist eine Gashülle, die sich ausdehnt. Sie blieb zurück, als vor etwa 10.000 Jahren ein massereicher Stern im Sternbild Kassiopeia explodierte. Wahrscheinlich detonierte der Stern, als die Elemente um seinen Kern, die durch Kernfusion einen stabilisierenden Druck nach außen erzeugen konnten, zur Neige gingen.

Die Form des Supernovaüberrestes, der dabei entstand, erinnert an ein Gehirn. Daher wird er landläufig als Medullanebel bezeichnet. Durch die Hitze, die bei seiner Kollision mit dem umgebenden interstellaren Gas entstand, leuchtet er noch in sichtbarem Licht. Warum der Nebel auch in Röntgenlicht leuchtet, ist jedoch ein Rätsel.

Eine Hypothese besagt, dass bei der Explosion auch ein energiereicher Pulsar entstand, der den Nebel mit einem schnellen, nach außen gerichteten Wind mit Energie versorgt. Bei der Überprüfung dieser Vermutung entdeckte man kürzlich in Radiowellenlängen einen Pulsar, der anscheinend bei der Supernovaexplosion mit mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde ausgestoßen wurde.

Dieses Bild wurde in Seven Persons im kanadischen Alberta mit einem Teleskop aufgenommen. Obwohl der Medullanebel so groß erscheint wie der Vollmond, ist er so blass, dass für das Foto viele Stunden Belichtungszeit nötig waren.

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M1: Der expandierende Krebsnebel

Bildcredit und Bildrechte: Detlef Hartmann

Sind eure Augen gut genug, um zu sehen, wie der Krebsnebel expandiert? Der Krebsnebel ist als M1 katalogisiert, er ist der erste Nebel auf Charles Messiers berühmter Liste an Dingen, die keine Kometen sind. Heute ist die Krabbe als Supernovaüberrest bekannt, das ist eine sich ausdehnende Trümmerwolke, die nach der Explosion eines massereichen Sterns übrig blieb.

Die heftige Entstehung des Krebsnebels wurde im Jahr 1054 von Sternforschenden beobachtet. Heute hat der Nebel einem Durchmesser von etwa 10 Lichtjahren und dehnt sich immer noch mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde aus.

Dieses Zeitraffervideo dokumentiert seine Ausdehnung im letzten Jahrzehnt. Von 2008 bis 2022 entstand jedes Jahr mit demselben Teleskop und derselben Kamera ein Bild an einer ferngesteuerten Sternwarte in Österreich. Die scharfen, bearbeiteten Einzelbilder zeigen sogar die dynamischen energiereichen Emissionen um den schnell rotierenden Pulsar in der Mitte.

Der Krebsnebel ist ungefähr 6500 Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Stier (Taurus).

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Wolf-Rayet 124

Um einen sehr hellen Stern mit sechs Lichtzacken ist ein violetter Nebel angeordnet.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Produktionsteam

Diese scharfe Infrarotansicht zeigt Hüllen aus Gas und Staub, die sich ausdehnen, weil sie von mächtigen Sternwinden getrieben werden. Sie umrahmen den heißen, leuchtstarken Stern Wolf-Rayet 124. Das auffällige, 6-zackige Sternenmuster ist charakteristisch für Sternaufnahmen des James-Webb-Weltraumteleskops, das aus 18 sechseckigen Spiegeln besteht.

WR 124 besitzt mehr als 30 Sonnenmassen und liegt etwa 15.000 Lichtjahre entfernt im spitzen nördlichen Sternbild Pfeil. Der turbulente Nebel dieses Sterns ist fast 6 Lichtjahre groß. Er entstand in einer kurzen Entwicklungsphase massereicher Sterne. Diese Phase wird in der Milchstraße selten beobachtet.

Der Nebel kündigt das bevorstehende Ende des Sterns WR 124 als Supernovaexplosion an. Staubhaltiges, interstellares Material, das im expandierenden Nebel entstanden ist, beeinflusst die Entstehung künftiger Generationen von Sternen, wenn es die Supernova überlebt.

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