Schlagwort: Planetarischer Nebel

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IC 4406 – ein scheinbar quadratischer Nebel

Der Nebel im Bild sieht aus wie ein Rechteck. An den langen Rändern leuchtet es gelborange, in der Mitte helltürkis. Es ist von vielen dunklen Staubfasern überzogen.

Bildcredit: C. R. O’Dell (Vanderbilt U.) et al., Hubble-Vermächtnisteam, NASA

Wie kann ein runder Stern einen quadratischen Nebel bilden? Diese Frage stellt sich, wenn man planetarische Nebel wie IC 4406 untersucht. Es gibt Hinweise, dass IC 4406 wahrscheinlich ein hohler Zylinder ist. Seine quadratische Erscheinung ergibt sich durch den Blickwinkel, wenn man den Zylinder von der Seite sieht. Würde man IC 4406 von oben sehen, wäre er so ähnlich wie der Ringnebel.

Dieses Bild in charakteristischen Farben ist ein Komposit. Dafür wurden Bilder des Weltraumteleskops Hubble aus den Jahren 2001 und 2002 kombiniert. Heißes Gas floss aus den Enden des Zylinders, Fasern aus dunklem Staub und molekularem Gas säumen die begrenzenden Wände.

Der Stern, der hauptsächlich für diese interstellare Skulptur verantwortlich ist, befindet sich im Zentrum des planetarischen Nebels. In wenigen Millionen Jahren ist der einzige in IC 4406 sichtbare Überrest der verblassende weiße Zwergstern.

Ö1-Nachtquartier: „Das Jahr in den Sternen“ mit Maria Pflug-Hofmayr

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Die außergewöhnliche Spirale in LL Pegasi

Links neben dem hellen Stern im Bild ist eine sehr zarte, regelmäßige Spirale erkennbar. Vielleicht stammt sie von einem Stern, der einen planetarischen Nebel ausstößt.

Bildcredit: ESA, Hubble, R. Sahai (JPL), NASA

Wie entsteht diese seltsame Spirale? Niemand weiß es, doch sie entsteht wahrscheinlich bei einem Stern in einem Doppelsternsystem, der die Phase eines planetarischen Nebels erreicht. Dabei stößt er seine äußere Atmosphäre ab. Die riesige Spirale misst etwa ein drittel Lichtjahr. Mit ihren vier oder fünf vollständigen Windungen ist sie unglaublich regelmäßig.

Betrachtet man die Ausdehnungsrate des Spiralgases, so erscheint etwa alle 800 Jahre eine neue Schicht. Das entspricht in etwa der Zeit, in der die zwei Sterne einander umkreisen. Das Sternsystem, das sie erzeugt, ist als LL Pegasi bekannt, aber auch als AFGL 3068. Die ungewöhnliche Struktur wurde als IRAS 23166+1655 katalogisiert.

Das Bild entstand mit dem Weltraumteleskop Hubble in nahem Infrarotlicht. Warum die Spirale leuchtet, ist ein weiteres Rätsel. Am wahrscheinlichsten reflektiert sie das Licht naher Sterne.

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M27 – der Hantelnebel

Der rosarote kugelförmige Nebel im Bild ist ein planetarischer Nebel, es ist der Hantelnebel M27 im Sternbild Fuchs. Außen ist er von fliederfarbenen Nebeln umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: John Hayes

Der erste Hinweis, was aus unserer Sonne wird, wurde 1764 versehentlich entdeckt. Damals erstellte Charles Messier eine Liste diffuser Objekte, die nicht mit Kometen verwechselt werden sollten. Das 27. Objekt auf Messiers Liste ist als M27 oder Hantelnebel bekannt. Es ist ein planetarischer Nebel. Einen solchen erzeugt unsere Sonne in ferner Zukunft, wenn die Kernschmelze in ihrem Inneren zur Neige geht.

M27 ist einer der hellsten planetarischen Nebel am Himmel. Mit einem Fernglas sieht man ihn im Sternbild Fuchs (Vulpecula). Licht braucht etwa 1000 Jahre von M27 bis zu uns. Oben ist der Nebel in Farben gezeigt, die von Wasserstoff und Sauerstoff abgestrahlt werden. Die Natur von M27 zu verstehen lag weit jenseits der Physik des 18. Jahrhunderts. Noch heute sind noch viele Dinge an bipolaren planetarischen Nebeln wie M27 rätselhaft. Die gasförmige äußere Hülle hat eine geringe Masse. Welcher physikalische Mechanismus wirft sie aus, sodass ein heißer weißer Röntgen-Zwerg zurückbleibt?

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Der Helixnebel in Infrarot

Mitten im dunklen Bild mit schwach leuchtenden Sternen leuchtet ein Nebel, der an ein Auge mit roter Iris erinnert.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer; Bearbeitung: Judy Schmidt

Warum leuchtet dieses kosmische Auge so rot? Wegen des Staubs. Das Bild stammt vom robotischen Weltraumteleskop Spitzer. Es zeigt den gut untersuchten Helixnebel (NGC 7293) in Infrarotlicht. Der Nebel ist etwa 700 Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Wassermann. Er ist eine Hülle aus Staub und Gas um einen zentralen Weißen Zwerg. Sein Durchmesser beträgt zwei Lichtjahre.

Seit Langem gilt er als gutes Beispiel für einen planetarischen Nebel. Das ist das Endstadium in der Entwicklung eines sonnenähnlichen Sterns. Die Daten von Spitzer zeigen, dass der Zentralstern im Nebel von einem überraschend hellen Leuchten in Infrarot umgeben ist. Modelle zeigen, dass das infrarote Leuchten von einer Staub- und Trümmerwolke stammen könnte. Das nebelartige Material wurde vielleicht vor Tausenden Jahren vom Stern ausgestoßen.

Der nahe Staub entstand womöglich bei Kollisionen von Objekten, die sich in einem Speicher befinden, ähnlich wie der Kuipergürtel oder die Oortsche Wolke im Sonnensystem, aus der viele Kometen stammen. Die kometenähnlichen Körper bei einem möglichen fernen Planetensystem um den Zentralstern des Nebels hätten in diesem Fall sogar das dramatische Endstadium der Sternentwicklung überstanden.

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M2-9: Flügel eines Schmetterlingnebels

Im Bild schimmert ein gelb-grüner Nebel. Er hat die Form einer liegenden doppelwandigen Sanduhr. In der Mitte an der Verjüngung leuchtet ein heller Stern.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisarchiv, NASA, ESA – Bearbeitung: Judy Schmidt

Sollte man Sterne bewundern, weil sie so kunstvoll vergehen? Sterne liefern ihre kreativste Schau meist am Ende. Bei massearmen Sternen wie unserer Sonne oder beim oben gezeigten M2-9 verwandelt sich ein normaler Stern in einen Weißen Zwerg. Dabei stößt er seine äußere gasförmige Hüllen ab. Das abgestoßene Gas bildet oft eine eindrucksvolle Schau, die im Laufe von Tausenden Jahren allmählich verblasst. Sie wird als planetarischer Nebel bezeichnet.

M2-9 ist ein planetarischer Schmetterlingsnebel. Er ist 2100 Lichtjahre entfernt. Hier ist er in charakteristischen Farben dargestellt. Seine Flügel erzählen eine seltsame, aber unvollständige Geschichte. In der Mitte kreisen zwei Sterne in einer gasförmigen Scheibe mit dem 10-fachen Durchmesser von Plutos Bahn. Die abgestoßene Hülle des vergehenden Sterns dringt aus der Scheibe. So entsteht die bipolare Erscheinung. Viele physikalische Prozesse, die planetarische Nebel erzeugen, sind nicht bekannt.

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Der Katzenaugennebel

Mitten im Bild leuchtet ein roter Nebel mit verschachtelten Schalen. Links oben und rechts unten sind grün leuchtende Ränder. In der Mitte leuchtet ein blauer Stern.

Bildcredit: J. P. Harrington (U. Maryland) und K. J. Borkowski (NCSU) HST, NASA

Ein alternder Stern stößt leuchtende Hüllen aus Gas ab. Er ist dreitausend Lichtjahre entfernt. Das Bild stammt vom Weltraumteleskop Hubble. Es zeigt den Katzenaugennebel als einen der komplexesten planetarischen Nebel, die wir kennen. Die Strukturen im Katzenauge sind so verworren, dass man vermutet, sein helles zentrales Objekt ist vielleicht ein Doppelsternsystem.

Objekte dieser Klasse werden als planetarische Nebel bezeichnet. Doch der Begriff ist irreführend. Die Objekte sehen zwar in kleinen Teleskopen rund und planetenähnlich aus. Doch hoch aufgelöste Bilder zeigen, dass es Sterne mit einem Kokon aus Gas sind. Der Kokon wird in späten Stadien der Sternentwicklung ausgestoßen.

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Das Katzenauge – mit vielen neuen Details

Rechts im Bild leuchtet der Katzenaugennebel NGC 6543 in blauen Farbtönen. Das bekannte Innere ist von einem wenig bekannten verschlungenen Hof umgeben. Links daneben leuchtet die weit entfernte Spiralgalaxie NGC 6552.

Bildcredit und Bildrechte: Josh Smith

Der Katzenaugennebel NGC 6543 ist ein sehr beliebter planetarischer Nebel. Seine bekannten Umrisse sind auf diesem Weitwinkelbild die helle Zentralregion im Nebel. Das Komposit entstand aus vielen kurz und lang belichteten Aufnahmen. Dadurch wurde auch ein extrem blasser äußerer Halo sichtbar. Der ganze Nebel ist ungefähr 3000 Lichtjahre entfernt. Der zarte äußere Halo misst mehr als 5 Lichtjahre.

Planetarische Nebel gelten schon lange als die Schlussphase in der Existenz eines sonnenähnlichen Sterns. Doch in jüngerer Zeit entdeckte man bei manchen planetarischen Nebeln solche Halos. Sie entstanden wohl aus Materie, die ein Stern in früheren Abschnitten seiner Entwicklung abstieß. Die Phase, in der ein Stern einen planetarischen Nebel bildet, dauert etwa 10.000 Jahre. Das Alter der äußeren faserartigen Teile im Hof beträgt etwa 50.000 bis 90.000 Jahre.

Etwa 50 Millionen Lichtjahre hinter dem wachsamen planetarischen Nebel liegt die Spiralgalaxie NGC 6552. Sie ist links im Bild.

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Der Komet, die Eule und die Galaxie

Der Komet PanSTARRS zieht zwischen M108 und M97 über den Himmel. Er ist der Spiralgalaxie M108 viel näher als dem planetarischen Nebel M97, dem Eulennebel. Das Bildfeld liegt im Sternbild Großer Bär.

Bildcredit und Bildrechte: Bob Franke

Hier posiert Komet C/2014 S2 (PanSTARRS) für einen Messier-Moment. Das Bild wurde am 20. April mit Teleskop fotografiert, das Sichtfeld ist 1,5 Grad breit. Der Komet teilt es sich mit zwei bekannten Einträgen im berühmten Katalog eines Astronomen aus dem 18. Jahrhundert, der Kometen suchte. Der Besucher im inneren Sonnensystem reist nun ab und verblasst. Er zog hier unter dem Großen Wagen über den Nordhimmel.

Auf dem Bild war der Komet etwa 18 Lichtminuten von unserem Planeten entfernt. Die staubhaltige Spiralgalaxie Messier 108 rechts oben ist von der Seite sichtbar. Sie ist an die 45 Millionen Lichtjahre entfernt. Der planetarische Nebel mit seinem alternden, heißen Zentralstern ist jedoch nur etwa 12.000 Lichtjahre entfernt. Es ist der eulenhafte Messier 97, der weit in unserer Milchstraße liegt.

Man erwartet, dass der Komet PanSTARRS auf seiner Bahn etwa im Jahr 4226 ins innere Sonnensystem zurückkehrt.

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