Schlagwort: Planetarischer Nebel

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M27: Der Hantelnebel

Ein großer, farbenprächtiger Nebel ist von einem Sternfeld umgeben. Außen ragen in einigen Richtungen rote Strahlen aus dem Nebel. An anderen Rändern zieht ein blauer Schleier. Das Zentrum des Nebels ist bunt.
Bildcredit und Bildrechte: Francesco Antonucci

Wird unsere Sonne einmal so enden? Das ist durchaus möglich. Der erste Hinweis auf die Zukunft unserer Sonne wurde 1764 ganz zufällig entdeckt. Damals stellte Charles Messier eine Liste diffuser Objekte zusammen, die nicht mit Kometen verwechselt werden sollten. Das 27. Objekt im Messierkatalog ist ein planetarischer Nebel. Er ist als M27 oder Hantelnebel bekannt und einer der hellsten am Himmel.

Er ist derzeit mit einem Fernglas im Sternbild Fuchs (Vulpecula) zu sehen. Das Licht benötigt ca. 1000 Jahre, um von M27 zu uns zu gelangen. In dieser Aufnahme ist es nachträglich entsprechend der Elemente eingefärbt. Rot steht für Wasserstoff und Blau für Sauerstoff.

Wir wissen heute, dass unsere Sonne in ca. 6 Milliarden Jahren ihre äußeren Gase in einen planetarischen Nebel wie M27 abstoßen wird. Ihr verbleibender Kern wird zu einem heißen weißen Zwerg, der Strahlung im Röntgenbereich abgibt.

Das Verständnis der Physik und der Bedeutung von M27 lag jedoch weit außerhalb der Möglichkeiten der Wissenschaft des 18. Jahrhunderts. Auch heute noch sind viele Aspekte planetarischer Nebel ein Rätsel. Zum Beispiel wäre es interessant herauszufinden, wie ihre komplexen Formen entstehen.

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Planetarischer Nebel mit kosmischen Fullerenen

Der Nebel Tc1 wurde vom JWST fotografiert. In diesem Nebel entdeckte man 2010 die ersten Buckminsterfullerene. Sie befinden sich in einer Hülle um den orangefarbenen Teil des Nebels im Inneren.
Bildcredit: NASA/ESA/CSA/J. Cami (Western University); Bildbearbeitung: K. Beecroft; Text: Jan Cami (Western University) und Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Was passiert in diesem ungewöhnlichen Nebel? Das Bild stammt vom Weltraumteleskop James Webb. Es zeigt viele Details im planetarischen Nebel Tc1. Dort entdeckte man 2010 die ersten außerirdischen Fullerene! Der offizielle Name lautet Buckminsterfulleren. Das ist ein Molekül aus 60 Kohlenstoffatomen (C60) und sieht aus wie ein Fußball. Das Molekül wurde nach dem Architekten Buckminster Fuller benannt, der geodätische Kuppeln baute. Das Molekül erinnert an diese Kuppeln.

Mit dieser neuen Aufnahme des Webb Teleskops können wir nun die Fullerene im Nebel lokalisieren: Sie bevölkern hauptsächlich eine dünne Kugelschale um den Zentralstern. Im Bild ist die Schale die helle Grenze des orange gefärbten inneren Bereichs. Wenn man sich den Zentralbereich noch genauer anschaut, so entdeckt man eine noch verblüffendere Struktur: Der Nebel formt hier ein filigranes Fragezeichen, das auf den Kopf gestellt ist. Es steht für all die Fragen, die dieser Nebel noch aufwirft!

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Der Kristall

Der Nebel, der beinahe das Bild füllt, erinnert an eine Kristallkugel. Innen ist er weiß wie Bergkristall, außen umgibt ihn ein blauer Rand, der einen leichten Hof hat. Um den Stern sind wenige Sterne verteilt.
Bildcredit: Internationales Gemini-Observatorium/NOIRLab/NSF/AURA; Bildbearbeitung: J. Miller und M. Rodriguez (Internationales Gemini-Observatorium/NSF NOIRLab), T.A. Rector (Universität von Alaska Anchorage/NSF NOIRLab), D. de Martin und M. Zamani (NSF NOIRLab); Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Was seht ihr in dieser Kristallkugel? Das Bild zeigt NGC 1514, den man als Kristallkugelnebel kennt. Er wurde mit dem Teleskop Gemini Nord auf dem Mauna Kea beobachtet, der zu Hawaiʻi gehört. NGC 1514 ist 1500 Lichtjahre entfernt. Er wurde 1790 von Wilhelm Herschel entdeckt.

Ein planetarischer Nebel entsteht, wenn ein Stern zu einem Roten Riesen wird und seine äußeren Gashüllen abstößt. Der Kern des Sterns erhitzt die ausgeworfene Hülle aus Gas auf Temperaturen, die heißer sind als die Oberfläche unserer Sonne. Das bringt das Gas zum Leuchten und erzeugt Bilder wie dieses.

Die leicht asymmetrische Form des Kristallkugelnebels verrät sein Geheimnis: Der helle Stern in der Mitte hat einen Begleiter. Die beiden Sterne umkreisen einander mit einer Umlaufzeit von etwa neun Jahren und formen dabei das Gas um sie herum. In etwa 10.000 – 25.000 Jahren lösen Sternwinde den Nebel auf.

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Der Kopfhörer-Nebel PK 164 +31.1

Eine ovale, fast runde Blase mit rot leuchtendem Rand schwebt zwischen wenigen Sternen. Innen leuchtet sie in blassem Türkis. An den schmalen Seiten sind innen zwei helle Ausbuchtungen nach innen gewölbt.
Bildcredit und Bildrechte: Bernard Miller; Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

Was machen Kopfhörer am Himmel? Dieses Bild zeigt den planetarischen Nebel PK 164 +31.1 oder Jones-Emberson 1. Er wird manchmal auch Kopfhörer-Nebel genannt. Dabei handelt es sich um den Überrest eines vergehenden sonnenähnlichen Sterns.

Der Nebel ist sehr lichtschwach und befindet sich im Sternbild Luchs. Seine Winkelbreite am Himmel beträgt etwa ⅕ des Vollmondes. Die roten und bläulich-grünen Farben zeigen die Atome von Wasserstoff und Sauerstoff. Der zentrale Weiße Zwerg im Nebel ionisiert sie und regt ihr Leuchten an.

Die Form der Kopfhörer entsteht durch zwei Blasen aus Wasserstoff. Sie dringen in den inneren Bereich mit Sauerstoff. Damit landet dieses Objekt auf einer langen Liste seltsam geformter Nebel. Die Struktur der seltsamen Nebel lässt vermuten, dass der vergehende Stern im Zentrum einen stellaren oder planetaren Begleiter hat. Dieser Begleiter wirbelt durch das ausströmende Material.

Tipp: Hört euch die Hubble– und JWST–Sonifikationen von planetarischen Nebeln mit euren Kopfhörern an!

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Alle Messier-Objekte im gleichen Maßstab

Alle 110 Objekte des Messier-Katalogs wurden im selben Maßstab fotografiert und zu diesem Raster zusammengefasst. Manche Bildfelder enthalten zwei oder mehr Objekte (z. B.: M31, M32 und M110).
Bildcredit: Sylvain Villet; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Nachts sieht man viele astronomische Objekte. Welche sind besonders interessant? Mit einem guten Fernglas oder einem kleinen Teleskop könnt ihr auf der Nordhalbkugel nach den Objekten im Messier-Katalog suchen, die sehr beliebt sind. Viele davon sieht man auch auf der Südhalbkugel, aber nicht alle.

Der Katalog enthält 110 Objekte. Charles Messier erstellte ihn im 18. Jahrhundert, weil er sich für Kometen interessierte. Dieses Bild zeigt sie alle im gleichen Maßstab. Der Katalog ist eine Liste bekannter Objekte, die Kometen ähnlich sehen. Wenn man Kometen beobachtete oder nach ihnen suchte, sollte man sie vermeiden.

Der Katalog enthält eine Vielfalt an Himmelsobjekten. Dazu zählt zum Beispiel der Krebsnebel (M1), ein Supernovaüberrest. Galaxien wie die Andromeda-Galaxie (M31). Nebel wie der Orionnebel (M42), in dem Sterne entstehen. Oder Sternhaufen wie die Plejaden (M45). Sie sind ein offener Haufen aus hellen jungen Sternen.

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Webb zeigt den Cranium-Nebel

Ein Sternenfeld umgibt einen Nebel, der an ein Gehirn erinnert. Im Inneren des blauen äußeren Ovals liegt eine helle Nebelwolke.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Bearbeitung: J. DePasquale (STScI)

Was geht diesem Nebel durch den Kopf? Er heißt Cranium-Nebel, weil er einem menschlichen Gehirn ähnelt. Seine Entstehung ist ein Rätsel. Der Cranium-Nebel trägt auch die Bezeichnung PMR 1.

Einer Idee nach ist er ein planetarischer Nebel um einen Weißen Zwerg. Der einst sonnenähnliche Stern stieß demnach seine äußere Atmosphäre ab. Das geschah, als ihm der Brennstoff für die Kernfusion ausging und der Stern in sich zusammenfiel. Eine andere Theorie besagt, dass der zentrale Stern viel mehr Masse hat. Vielleicht ist er ein Wolf-Rayet-Stern. Dieser stößt mit seinen turbulenten Sternwinden Gas und Staub aus. Die dunkle, vertikale Teilung und die dünne äußere Hülle aus Gas machen all das noch mysteriöser.

Das Webb-Weltraumteleskop nahm dieses Bild im mittleren Infrarotbereich auf. Das zweite Bild, das ihr als Rollover seht, entstand im nahen Infrarot. Das System erinnert an ein Hirn. Es wird weiterhin beobachtet. Das könnte klären, ob es still und leise verschwindet oder ob es in vielen Jahren als Supernova explodiert.

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Der ringförmige planetarische Nebel Shapley 1

Auf einem dunklen Hintergrund mit Sternen steht ein blauer, nebliger Ring. In seiner Mitte leuchtet ein heller Stern.
Bildcredit und Bildrechte: Peter Bresseler; Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

Was euch hier ansieht, ist kein kosmisches Auge. Das ist Shapley 1, ein wunderschön symmetrischer planetarischer Nebel. Shapley 1 trägt auch den Namen „Schöner-Ring-Nebel“ und die Bezeichnung PLN 329+2.1. Er ziert das Sternbild Winkelmaß am Südhimmel.

Der Nebel entstand, als einem Stern der Brennstoff ausging. Dieser Stern war ungefähr so schwer wie die Sonne und stieß seine äußeren Schichten ab. Sauerstoff aus diesen Schichten bringt den kreisrunden Schein zum Leuchten. Der helle Punkt in der Mitte ist ein Doppelsternsystem. Es besteht aus einem Weißen Zwerg und einem zweiten Stern, die einander alle 2,9 Tage umrunden. Der Weiße Zwerg ist der Sternenkern, der zurückblieb, nachdem die äußeren Schichten ins All geschleudert wurden.

Shapley 1 sieht für uns ringförmig aus, weil wir von oben auf das System blicken. Wir erfahren daher etwas darüber, wie zentrale Sterne die Struktur planetarischer Nebel beeinflussen.

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Das Hubble-Teleskop zeigt den Eiernebel

Ein Stern ist von dichtem Staub umhüllt. An seinen Polen strömen helle Materiestrahlen aus. Der Kern ist von zarten konzentrischen Hüllen umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: ESA/Hubble und NASA, B. Balick (U. Washington)

Habt ihr euch schon einmal gefragt, wie es aussieht, wenn man die Sonne knackt? Der „Eiernebel„, ein sonnenähnlicher Stern am Ende seiner stabilen Phase, kann diese Frage beantworten. Der Nebel ist auch als RAFGL 2688 oder CRL 2688 bekannt. Das Bild zeigt eine Kombination von Aufnahmen des Nebels in sichtbaren und infraroten Wellenlängen. Sie stammen vom Weltraumteleskop Hubble.

Der Stern hat seine äußersten Hüllen bereits abgestoßen. Ein heller, heißer Kern (das „Eigelb“) beleuchtet nun die milchigen, „Eiweiß-ähnlichen“ äußeren Schichten aus Gas und Staub. Die zentralen Blasen und umgebenden Ringe bestehen aus Staub und Gas, die erst kürzlich ins All geschleudert wurden. Der Staub ist so dicht, dass er den Blick auf den Stern im Zentrum verdeckt. Lichtstrahlen aus dem Kern strömen durch Löcher in dieser Schicht. Diese werden von schnellen Materialströme, die kürzlich an den Polen ausgestoßen wurden, in die Staubhülle gerissen.

Astronom*innen untersuchen noch, welche Prozesse dafür verantwortlich sind, dass all die Scheiben, Blasen und Strahlstrukturen in dieser sehr kurzen (nur wenige tausend Jahre!) Phase der Sternentwicklung entstanden sind. Der Eiernebel ist so gesehen tatsächlich das Gelbe vom Ei, ein ei-nzigartiges Studienobjekt!

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