Explosionen des Weißen Zwergsterns RS Oph

Im Doppelsternsystem RS Ophiuchi strömt Materie von einem Roten Riesen zu einem Weißen Zwerg und löst immer wieder Nova-Explosionen aus.

Illustrationscredit und -rechte: David A. Hardy und PPARC

Beschreibung: Im Doppelsternsystem RS Ophiuchi kommt es immer wieder zu spektakulären Explosionen. Etwa alle 20 Jahre hat der Rote Riese genug Wasserstoff auf seinen Begleiter, einen Weißen Zwerg, geladen, dass auf dessen Oberfläche eine gleißende thermonukleare Explosion ausgelöst wird. Die so entstehenden Nova-Explosionen führen dazu, dass das etwa 5000 Lichtjahre entfernte RS Oph-System um ein Vielfaches heller und mit bloßem Auge sichtbar wird.

Der Rote Riese ist rechts oben abgebildet, der Weiße Zwerg befindet sich links in der Mitte der hellen Akkretionsscheibe. Während die Sterne umeinander kreisen, wandert ein Gasstrom vom Riesenstern zum Weißen Zwerg. Astronominnen vermuten, dass sich irgendwann in den nächsten 100.000 Jahren genug Materie auf dem Weißen Zwerg angesammelt hat, dass er die Chandrasekhar-Grenze überschreitet, was eine viel mächtigere und endgültige Explosion auslöst, die als Supernova bekannt ist. Anfang des Monats wurde bei RS Oph eine neuerliche helle NovaExplosion beobachtet.

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Eine helle Nova in Kassiopeia

Die Nova Nova Cas 2021 oder V1405 Cas im Sternbild Kassiopeia in der Nähe des Blasennebels war mit bloßem Auge sichtbar.

Bildcredit und Bildrechte: Chuck Ayoub

Beschreibung: Was ist dieser neue Lichtfleck im Sternbild Kassiopeia? Eine Nova. Zwar treten Novae regelmäßig im ganzen Universum auf. Doch diese Nova, die als Nova Cas 2021 oder V1405 Cas bekannt ist, wurde letzten Monat am Himmel der Erde so ungewöhnlich hell, dass sie mit bloßem Auge sichtbar war.

Nova Cas 2021 blieb etwa eine Woche lang sehr hell, verblasste dann, wird aber nun wieder etwas heller. Sie ist jetzt noch mit Fernglas sichtbar. Die Nova leuchtet unweit des Blasennebels im Sternbild Kassiopeia, im Bild ist sie mit einem Pfeil markiert.

Eine Nova wird typischerweise durch eine thermonukleare Explosion auf der Oberfläche eines Weißen Zwergs verursacht, der die Materie eines Doppelstern-Begleiters aufnimmt, wobei die Details dieses Ausbruchs noch nicht bekannt sind. Novae zerstören den zugrundeliegenden Stern nicht, und manchmal treten sie wiederholt auf.

Das Bildmaterial für dieses Bild wurde im Laufe von 14 Stunden in Detroit in Michigan (USA) aufgenommen. Sowohl professionelle als auch Amateur-Astronom*innen beobachten Nova Cas 2021 weiterhin und stellen Vermutungen zu den Details ihrer Ursache an.

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Der Medusanebel

Der Medusanebel, auch Abell 21, ist ein planetarischer Nebel im Sternbild Zwillinge.

Bildcredit und Bildrechte: Josep Drudis

Beschreibung: Verschlungene, verworrene Fasern aus leuchtendem Gas führten zum landläufigen Namen des Nebels: Medusanebel. Diese Medusa ist auch als Abell 21 bekannt. Sie ist ein alter, etwa 1500 Lichtjahre entfernter planetarischer Nebel im Sternbild Zwillinge (Gemini).

Wie der mythologische Namensvetter steht auch der Nebel für eine dramatische Transformation. Die Phase eines planetarischen Nebels ist ein Endstadium in der Evolution massearmer Sterne wie der Sonne, wenn sie sich von Roten Riesen in heiße weiße Zwergsterne verwandeln und dabei ihre äußeren Schichten abstoßen.

Die ultraviolette Strahlung des heißen Sterns liefert die Energie für das Leuchten des Nebels. Der transformierende Stern der Medusa ist der blasse Stern nahe der Mitte der hellen, sichelförmigen Form. Auf dieser detailreichen Teleskopansicht reichen die blasseren Fasern rechts über die helle, sichelförmige Region hinaus. Die Größe des Medusanebels wird auf mehr als vier Lichtjahre geschätzt.

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Der Helixnebel von CFHT

Der Helixnebel mit der Bezeichnung NGC 7293 ist etwa 2,5 Lichtjahre groß liegt ungefähr 700 Lichtjahre entfernt im Sternbild Wassermann (Aquarius).

Bildcredit und Bildrechte: CFHT, Coelum, MegaCam, J.-C. Cuillandre (CFHT) und G. A. Anselmi (Coelum)

Beschreibung: Sieht unsere Sonne eines Tages so aus? Der Helixnebel ist einer der hellsten und nächstliegenden Beispiele eines planetarischen Nebels, das ist eine Gaswolke, die am Lebensende eines sonnenähnlichen Sterns entsteht.

Die äußeren Gase, die der Stern in den Weltraum ausgestoßen hat, wirken aus unserer Perspektive, als würden wir in eine Spirale blicken. Der übrig gebliebene zentrale Sternkern, der zu einem weißen Zwergstern werden soll, strahlt so energiereiches Licht ab, dass es das zuvor ausgestoßene Gas zum Leuchten bringt.

Der Helixnebel hat die technische Bezeichnung NGC 7293, er ist etwa 2,5 Lichtjahre groß, liegt ungefähr 700 Lichtjahre entfernt im Sternbild Wassermann (Aquarius). Dieses Bild wurde mit dem Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) auf dem Gipfel eines inaktiven Vulkans auf Hawaii in den USA aufgenommen. Eine Großaufnahme vom inneren Rand des Helixnebels zeigt komplexe Gasknoten unbekannten Ursprungs.

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Supernova in NGC 2525

In der Balkenspiralgalaxie NGC 2525 im Sternbild Achterdeck des Schiffs (Puppis) wurde im Januar 2018 wurde die Supernova SN 2018gv entdeckt.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, A. Riess (STScI/JHU) und das SH0ES-Team; Danksagung: M. Zamani (ESA/Hubble)

Beschreibung: Die große, schöne Balkenspiralgalaxie NGC 2525 liegt 70 Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt. Am Nachthimmel der Erde leuchtet sie innerhalb der Grenzen des südlichen Sternbildes Achterdeck des Schiffs (Puppis). Sie hat einen Durchmesser von ungefähr 60.000 Lichtjahren, ihre Spiralarme, die von dunklen Staubwolken, massereichen blauen Sternen und rötlichen Sternbildungsregionen gesäumt sind, winden sich durch diesen prächtigen Schnappschuss des Weltraumteleskops Hubble.

Im Januar 2018 wurde die Supernova SN 2018gv im Randbereich von NGC 2525 entdeckt, sie ist der hellste Stern links unten im Bild. Eine einjährige Serie an Hubble-Beobachtungen folgte der Sternexplosion in Zeitraffer – es war die Kernexplosion eines weißen Zwergsterns, die ausgelöst wurde, nachdem er Material von einem Begleitstern angesammelt hatte und langsam verblasst war. Wie wird als Typ-Ia-Supernova eingestuft, Ihre Helligkeit dient als kosmische Standardkerze. Mithilfe von Typ-Ia-Supernovae werden Entfernungen zu Galaxien vermessen und die Expansionsrate des Universums bestimmt.

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M2-9: Flügel eines Schmetterlingsnebels

M2-9 ist ein schmetterlingsförmiger planetarischer Nebel, der 2100 Lichtjahre entfernt ist.

Bildcredit: Hubble-Nachlassarchiv, NASA, ESABearbeitung: Judy Schmidt

Beschreibung: Schätzen wir die Kunst der Sterne mehr, wenn es mit ihnen zu Ende geht? Sterne präsentieren ihre kunstvollste Darbietung, während sie untergehen.

Sterne mit geringer Masse wie unsere Sonne oder der hier gezeigte M2-9 verwandeln sich von normalen Sternen in weiße Zwerge, indem sie ihre äußeren gasförmigen Hüllen abstoßen. Das ausgestoßene Gas bietet oft eine eindrucksvolle Schau, die als planetarischer Nebel bezeichnet wird, und die im Laufe von Tausenden Jahren allmählich verblasst.

M2-9, ein schmetterlingsförmiger planetarischer Nebel, der 2100 Lichtjahre entfernt ist, wurde in charakteristischen Farben abgebildet. Seine Flügel erzählen eine seltsame, unvollständige Geschichte. Im Zentrum kreisen zwei Sterne in einer gasförmigen Scheibe, die 10-mal so groß ist wie die Umlaufbahn von Pluto.

Die abgeworfene Hülle des sterbenden Sterns dringt aus der Scheibe und schafft das bipolare Erscheinungsbild. Vieles an den physikalischen Prozessen, die planetarische Nebel bilden und formen, ist noch unbekannt.

Fast Hyperraum: APOD-Zufallsgenerator
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M27, der Hantelnebel

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Bildcredit und Bildrechte: Steve Mazlin

Beschreibung: Wird unsere Sonne einst so aussehen? Gut möglich. Der erste Hinweis auf die Zukunft unserer Sonne wurde 1764 unabsichtlich entdeckt. Zu dieser Zeit erstellte Charles Messier eine Liste diffuser Objekte, die nicht mit Kometen verwechselt werden sollten. Das 27. Objekt auf Messiers Liste, das nun als M27 oder Hantelnebel bekannt ist, ist ein planetarischer Nebel – jene Art von Nebeln, die unsere Sonne erzeugen wird, wenn die Kernfusion in ihrem Kern zum Erliegen kommt.

M27 ist einer der hellsten planetarischen Nebel am Himmel, man sieht ihn mit Fernglas im Sternbild Füchslein (Vulpecula). Licht braucht ungefähr 1000 Jahre, um von M27 zu uns zu gelangen. Hier wurde er in Farben abgebildet, die von Wasserstoff und Sauerstoff ausgestrahlt werden.

Das Verständnis der Physik und Bedeutung von M27 ging weit über die Wissenschaft des 18. Jahrhunderts hinaus. Auch heute noch sind viele Dinge im Zusammenhang mit bipolaren planetarischen Nebeln wie M27 rätselhaft, unter anderem der physikalische Mechanismus, der die äußere gasförmige Hülle eines massearmen Sterns ausstößt und einen im Röntgenlicht heißen Weißen Zwerg zurücklässt.

APOD in vielen Weltsprachen: arabisch, chinesisch (Peking), chinesisch (Taiwan), deutsch, Farsi, französisch, französisch, hebräisch, indonesisch, japanisch, katalanisch, koreanisch, kroatisch, montenegrinisch, niederländisch, polnisch, russisch, serbisch, slowenisch, spanisch, tschechisch und ukrainisch

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MyCn 18: Der gravierte planetarische Sanduhrnebel

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Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Beschreibung: Sehen Sie die Form der Sanduhr – oder blickt es Sie an? Mit etwas Fantasie zeichnen die Ringe von MyCn 18 die Umrisse einer Sanduhr – jedoch mit einem ungewöhnlichen Auge in der Mitte. Für den Zentralstern dieses sanduhrförmigen planetarischen Nebels läuft jedenfalls der Sand der Zeit aus. Wenn der Kernbrennstoff zur Neige geht, beginnt diese kurze, spektakuläre Schlussphase im Leben eines sonnenähnlichen Sterns, bei der seine äußeren Schichten abgestoßen werden – sein Kern wird ein abkühlender, verblassender Weißer Zwerg.

1995 machten Astronomen mit dem Weltraumteleskop Hubble (HST) eine Bilderserie mit planetarischen Nebeln, unter anderem diesem hier. Diese zarten Ringe aus farbenprächtigem leuchtendem Gas (Stickstoff: Rot, Wasserstoff: Grün, Sauerstoff: Blau) umranden die zarten Wände der Sanduhr. Die beispiellose Schärfe des Hubble-Bildes zeigte überraschende Details des Nebelauswurfprozesses, was zur Lösung der offenen Rätsel um komplexe Formen und Symmetrien planetarischer Nebel wie MyCn 18 beitragen soll.

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Der Lichthof um Jupiters Geist

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Bildcredit und Bildrechte: CHART32 Team, BearbeitungJohannes Schedler / Volker Wendel

Beschreibung: Nahaufnahmen von NGC 3242 zeigen die abgeworfene Hülle eines sterbenden, sonnenähnlichen Sterns, der fantasievoll als Jupiters Geist bezeichnet wird. Doch diese detailreiche Weitwinkel-Teleskopansicht zeigt auch den selten sichtbaren äußeren Hof des schönen planetarischen Nebels, der links oben vor Milchstraßensternen und Hintergrundgalaxien im gewundenen Sternbild Wasserschlange liegt.

Die intensive, unsichtbare Ultraviolettstrahlung des zentralen weißen Zwergsterns im Nebel liefert die Energie für sein unwirkliches Leuchten in sichtbarem Licht. Planeten des voll entwickelten weißen Zwergs in NGC 3242 könnten tatsächlich zur symmetrischen Form und den Strukturen im Nebel beigetragen haben. Der blasse, ausgedehnte Hof entstand wahrscheinlich durch Aktivität am Beginn der Rote-Riesen-Phase des Sterns, lange bevor er einen planetarischen Nebel ausstieß.

NGC 3242 ist etwa ein Lichtjahr groß und 4500 Lichtjahre entfernt. Die zarten Wolken auf der rechten Seite aus leuchtendem Material könnten interstellares Gas sein, das zufällig nahe genug am weißen Zwerg von NGC 3242 liegt, sodass ihn seine Ultraviolettstrahlung aktiviert.

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Die Form des südlichen Krebses

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Bildcredit: NASA, ESA, STScI

Beschreibung: Die symmetrische vielbeinige Erscheinung des südlichen Krebsnebels ist unverwechselbar. Seine leuchtende, verschachtelte Form einer Sanduhr liegt ungefähr 7000 Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Zentaur. Die Form entsteht durch das ungewöhnliche symbiotische Doppelsternsystem im Zentrum.

Das spektakuläre Sternenduo des Nebels besteht aus einem heißen weißen Zwergstern und einem kühlen, pulsierenden Roten Risenstern, der seine äußere Hüllen abstößt, die auf den kleineren, viel heißeren Begleiter fallen. Ausbrüche des weißen Zwergs, der in eine Materiescheibe eingebettet ist, verursachen einen Gasstrom, der über und unter die Scheibe ausströmt, was zu der bipolaren Sanduhrform führt. Die helle Form in der Mitte ist ungefähr ein halbes Lichtjahr groß. Dieses neue Bild des Weltraumteleskops Hubble entstand zur Feier des 29. Jahrestags von Hubbles Start am 24. April 1990 an Bord der Raumfähre Discovery.

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Der symbiotische R Aquarii

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Bildcredit: Hubble, NASA, ESA; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Beschreibung: Schon mit einem Fernglas sieht man im Laufe eines Jahres, wie seine Helligkeit variiert. Der veränderliche Stern R Aquarii ist eigentlich ein wechselwirkendes Doppelsternsystem – zwei Sterne, die offenbar in enger symbiotischer Beziehung stehen. Dieses faszinierende System ist etwa 710 Lichtjahre entfernt, es besteht aus einem kühlen Roten Riesenstern und einem heißen, dichten Weißen Zwergstern, die auf ihren Bahnen um ihr gemeinsames Massezentrum kreisen.

Das sichtbare Licht des Doppelsternsystems stammt großteils vom Roten Riesen, der ein langperiodischer veränderlicher Mira-Stern ist. Durch die Gravitation wird aus der ausgedehnten Hülle des kühlen Riesensterns Materie auf die Oberfläche des kleineren, dichteren weißen Zwergs gezogen, dadurch wurde schließlich eine thermonukleare Explosion ausgelöst und Materie in den Raum gesprengt.

Dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble zeigt den immer noch expandierenden Trümmerring, der weniger als ein Lichtjahr umfasst. Er entstand bei einer Explosion, die Anfang der 1770er zu beobachten gewesen wäre. Die Entwicklung dynamischer Ereignisse, die wir weniger gut verstehen, welche energiereiche Strahlung im System R Aquarii erzeugen, werden seit 2000 in den Daten des Röntgenobservatoriums Chandra beobachtet.

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