Schlagwort: Weißer Zwerg

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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 einst so enden? Das ist durchaus möglich. Den ersten Hinweis auf die Zukunft unserer Sonne entdeckte man 1764 ganz zufällig. Damals erstellte Charles Messier eine Liste diffuser Objekte, die man nicht mit Kometen verwechseln sollte.

Das 27. Objekt im Messier-Katalog ist ein planetarischer Nebel. Er ist als M27 oder Hantelnebel bekannt und einer der hellsten am Himmel. Derzeit sieht man ihn mit einem Fernglas im Sternbild Fuchs (Vulpecula). Das Licht benötigt ca. 1000 Jahre, um von M27 zu uns zu gelangen. Auf 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 abstößt. Ihr Kern bleibt übrig und wird zu einem heißen weißen Zwerg, der Röntgenstrahlung abgibt.

Im 18. Jahrhundert lag das Verständnis der Physik und der Bedeutung von M27 weit außerhalb der Möglichkeiten der Wissenschaft. Noch heute sind viele Aspekte planetarischer Nebel ein Rätsel. Zum Beispiel wäre es interessant herauszufinden, wie ihre komplexen Formen entstehen.

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Longmore 8, der Hamsterrad-Nebel

Mitten im Bild ist eine kompakte rosatote Struktur, die an zwei Kreise erinnert, die mit Speichen verbunden sind. Dahinter zieht eine türkisblaue Nebelstruktur. Rechts ist eine helle Spiralgalaxie.
Bildcredit und Bildrechte: Mazlin, Parker, Forman, Magill, Hanson; Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

Wie kam das Hamsterrad ins All? Der Hamsterrad-Nebel heißt auch Longmore 8. Andrew Longmore entdeckte ihn im Jahr 1976, als man den südlichen Himmel genau kartierte. Bei diesem Projekt kamen verbesserte Techniken der Fotografie zum Einsatz. Zum Beispiel bannte man mit sehr lichtempfindlichen Filmen blasse Objekte auf Platten. Diese untersuchte man mit bloßem Auge und katalogisierte die Objekte darauf.

Das Bild entstand am El-Sauce-Observatorium in Chile. Es zeigt die komplexe Struktur eines Rades aus schimmerndem Wasserstoff. Ein vergehender Stern stieß das Gas aus. Der übrig gebliebene Weiße Zwerg beleuchtet und ionisiert den Hamsterrad-Nebel. Auf der ursprünglichen Platte war die Struktur kaum zu erkennen. Dieses Bild zeigt den Fortschritt bei der Entwicklung moderner Teleskope und Kameras. Zwei Sicheln aus rötlichem Wasserstoff liegen sich gegenüber. Sie sind von einem blauen Schleier aus ionisiertem Sauerstoff umgeben. Die Form des Hamsterrades deutet an, dass der Weiße Zwerg im Zentrum einen Begleiter hat.

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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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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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Rätselhafte Erschütterungen um einen Weißen Zwerg

Die Sterne im Bild sind helle verwaschene Flecken. Einer davon ist der Weiße Zwerg RXJ0528+2838. Er ist von merkwürdigen blauen, gelben und roten Stoßewllen umgeben.

Bildcredit: ESO, K. Iłkiewicz und S. Scaringi et al.; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Der Weiße Zwergstern RXJ0528+2838 wurde kürzlich entdeckt. Im Bild ist er der linke der beiden größten weißen Punkte. Er ist 730 Lichtjahre von der Erde entfernt. Wie kann RXJ0528+2838 solche Stoßwellen erzeugen?

Die meisten Sterne werden zu Roten Riesen, sobald die Kernfusion in ihrem Inneren zu Ende geht. Der Kern eines Roten Riesen bleibt als dichter Weißer Zwerg übrig, der für den Rest der Zeit langsam auskühlt. Quantenmechanische Effekte halten den extrem dichten Weißen Zwerg davon ab, weiter zu kollabieren. In etwa 5 Milliarden Jahren wird auch unsere Sonne zu einem Weißen Zwerg.

Dieses Bild wurde mit dem Very Large Telescope der ESO (Europäische Südsternwarte) aufgenommen. Es zeigt bisher unerklärte Bugstoßwellen um RXJ0528+2838, ähnlich einer Bugwelle bei einem schnellen Schiff. Diese Stoßwellen existieren seit mindestens 1000 Jahren. Was sie antreibt, ist noch unbekannt. Die rote, grüne und blaue Farbe repräsentiert Spuren von leuchtendem Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff.

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Webb zeigt den planetarischen Nebel der roten Spinne

Hinter dicht verteilten Sternen, die sehr unterschiedlich hell leuchten, breitet sich ein Nebel aus, der nicht nur faszinierend geformt ist, sondern auch interessant gefärbt. In der Mitte leuchtet er gelb-rot, die Fortsätze außen sind leuchtend blau.

Bildcredit: ESA/Webb, NASA und CSA, J. H. Kastner (RIT)

Oh welch ein verworren Netz ein planetarischer Nebel weben kann! Der planetarische Nebel der Rote Spinne hat eine komplexe Struktur. Sie entsteht, weil ein gewöhnlicher Stern seine äußere Gashülle abstößt und zu einem Weißen Zwerg wird. Der Nebel ist als NGC 6537 bekannt. Er ist einer der bipolaren planetarischen Nebel. Diese haben zwei helle Flügel, die meist symmetrisch sind. Der Weiße Zwerg im Zentrum zählt zu den heißesten, die je beobachtet wurden. Wahrscheinlich ist er Teil eines Doppelsternsystems.

Von den Sternen im Zentrum strömen Winde aus, deren Geschwindigkeit mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde beträgt. Diese Winde strömen die Nebelwände entlang. Dabei stoßen Wellen aus heißem Gas auf Staub. Das führt dazu, dass sich der Nebel immer mehr weitet. Die Atome in den Stoßwellen strahlen Licht ab, wie man auf diesem Bild in Falschfarben-Infrarot des James-Webb-Weltraumteleskops sieht.

Der Rote-Spinne-Nebel befindet sich im Sternbild Schütze (Sagittarius). Seine Entfernung ist nicht genau bekannt. Sie wird auf 4000 Lichtjahre geschätzt.

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Der planetarische Nebel Abell 7

Der kugelförmige planetarische Nebel Abell 7 schimmert mitten im Bild in roten und blauen Farben. Dahinter sind wenige Sterne verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Der planetarische Nebel Abell 7 ist sehr blass. Er ist ca. 1800 Lichtjahre von uns entfernt und liegt – von der Erde aus gesehen – südlich von Orion im Sternbild Hase (Lepus). Dahinter sind Sterne in der Milchstraße verstreut. Er hat eine einfache, kugelförmige Gestalt mit einem Durchmesser von ca. 8 Lichtjahren.

Der Fotograf verstärkte die schönen, komplexen Formen in der kosmischen Wolke, indem er die Aufnahme lange belichtete. Dabei verwendete er Schmalbandfilter, um die Emissionen der Atome von Wasserstoff und Sauerstoff aufzuzeichnen. Abell 7 ist viel zu schwach, um ihn mit bloßem Auge wahrzunehmen.

Ein planetarischer Nebel gilt als eine sehr kurze Endphase in der Entwicklung von Sternen. Unsere Sonne durchläuft diese Phase in 5 Milliarden Jahren. Der zentrale Stern im Nebel war einst ähnlich wie die Sonne und wirft seine äußeren Schichten ab. Abell 7 ist geschätzt 20.000 Jahre alt. Sein Zentralstern ist ein verblassender Weißer Zwerg und schon 10 Milliarden Jahre alt.

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