Schlagwort: Weißer Zwerg

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Webb zeigt den planetarischen Nebel NGC 1514

Der planetarische Nebel NGC 1514 im Sternbild Stier ist in Infrarotlicht sanduhrförmig. In der Mitte leuchtet er rot. Zwei Ringe sind anscheinend die Wülste an den Enden eines Zylinders, den wir schräg von oben sehen.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, M. E. Ressler (JPL) et al.; Bearbeitung: Judy Schmidt

Was passiert, wenn einem Stern der Kernbrennstoff ausgeht? Bei Sternen wie unserer Sonne verdichtet sich das Zentrum zu einem Weißen Zwerg. Währenddessen wird die äußere Atmosphäre ins All ausgestoßen. Sie erscheint als planetarischer Nebel.

Die abgestoßene äußere Atmosphäre des planetarischen Nebels NGC 1514 ist anscheinend ein Durcheinander aus Blasen – wenn man sie in sichtbarem Licht betrachtet. Doch diese Ansicht des Weltraumteleskops James Webb in Infrarot erzählt eine andere Geschichte. In diesem Licht hat der Nebel eine ausgeprägte Sanduhrform, die als Zylinder interpretiert wird. Wir blicken entlang der Diagonale darauf.

In der Mitte des Nebels erkennt ihr bei genauem Hinsehen auch einen hellen Zentralstern. Er gehört wahrscheinlich zu einem Doppelsternsystem. Weitere Beobachtungen zeigen vielleicht besser, wie sich dieser Nebel entwickelt und wie die Zentralsterne zusammenwirken, um die Zylinder und Blasen zu erzeugen, die wir sehen.

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Der planetarische Nebel Abell 7

Ein kugelförmiger, blau-grauer Nebel leuchtet mitten im Bild. Er ist von roten Sprenkel überzogen und von wenigen Sternen umgeben. Ein bisschen erinnert er an die Iris in einem Auge.

Bildcredit und Bildrechte: Vikas Chander

Der sehr lichtschwache planetarische Nebel Abell 7 ist etwa 1.800 Lichtjahre von uns entfernt. Er befindet sich unter dem Orion im Sternbild Hase (Lepus). Die mit einem Teleskop gemachte Aufnahme zeigt die typische Kugelform. Der Nebel misst ca. 8 Lichtjahre im Durchmesser. Er ist von Sternen der Milchstraße und einigen fernen Hintergrundgalaxien umgeben.

In der kosmischen Wolke sind faszinierende, komplexe Strukturen zu erkennen. Sie wurden durch Langzeitbelichtung und den Einsatz von Schmalbandfiltern verstärkt, welche die Emission von Wasserstoff, Schwefel und Sauerstoff einfangen. Ohne diese Hilfsmittel wäre Abell 7 zu schwach, um mit dem freien Auge gesehen zu werden.

Ein planetarischer Nebel repräsentiert eine sehr kurze Phase in der Entwicklung eines Sterns. Dabei stößt der einst sonnenähnliche Stern im Zentrum des Nebels seine äußeren Hüllen ab. Unsere Sonne wird diese Phase in 5 Milliarden Jahren durchlaufen.

Das Alter von Abell 7 wird auf 20.000 Jahre geschätzt. Doch der Zentralstern, hier als schwacher Weißer Zwerg zu sehen, ist etwa 10 Milliarden Jahre alt.

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M27: Der Hantelnebel

Der bekannte Hantelnebel ist in der Bildmitte in orangeroten Farben abgebildet, er wirkt sehr fluffig. Außen ist er von blauen Schalen umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: Christopher Stobie

Zeigt dieses Bild, was einst aus unserer Sonne wird? Durchaus möglich. Der erste Hinweis auf die Zukunft unserer Sonne wurde zufällig im Jahr 1764 entdeckt. Damals erstellte Charles Messier eine Liste von diffusen Objekten, die nicht mit Kometen verwechselt werden sollten.

Das 27. Objekt im Messier-Katalog ist heute als M27 oder Hantelnebel bekannt. Es ist einer der hellsten planetarischen Nebel am Himmel. Man sieht ihn mit einem Fernglas im Sternbild Füchschen (Vulpecula). Das Licht braucht etwa 1000 Jahre, um von M27 zu uns zu gelangen. Hier ist er in den Farben von Schwefel (rot), Wasserstoff (grün) und Sauerstoff (blau) abgebildet.

Wir wissen heute, dass unsere Sonne in etwa 6 Milliarden Jahren ihre äußeren Gase in einen planetarischen Nebel wie M27 abgeben wird. Ihr verbleibendes Zentrum wird dabei zu einem heißen weißen Zwergstern, der Röntgenstrahlung aussendet. Die Physik und Bedeutung von M27 zu verstehen, ging weit über die Wissenschaft des 18. Jahrhunderts hinaus. Auch heute noch ist vieles an planetarischen Nebeln rätselhaft. Unter anderem wissen wir nicht, wie ihre komplizierten Formen zustande kommen.

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NGC 7293: Der Helixnebel

Der Helixnebel NGC 7293 ist ein planetarischer Nebel. Mitten im Bild schwebt ein Ring aus rot leuchtendem Gas, in der Mitte schimmert der Nebel blau. Rund um den roten Nebelring sind Sterne verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Patrick Winkler

Im Sternbild Wassermann vergeht etwa siebenhundert Lichtjahre von der Erde entfernt ein Stern. In den letzten paar Tausend Jahren schuf der einst sonnenähnliche Stern den Helixnebel. Die kosmische Helix ist als NGC 7293 bekannt.

Der Nebel ist ein gut untersuchtes, nahes Beispiel eines planetarischen Nebels. Er ist typisch für diese Schlussphase der Sternentwicklung. Die Schmalbanddaten zeigen die Emissionslinien der Wasserstoffatome in Rot und die Emissionen von Sauerstoffatomen in blau-grünen Farbtönen. Sie wurden für dieses Bild kombiniert.

Das detailreiche Bild zeigt reizende Details der Helix. Eines davon ist die etwa 3 Lichtjahre breite helle innere Region. Der weiße Punkt im Zentrum der Helix ist der heiße, vergehende Zentralstern dieses planetarischen Nebels. Auf den ersten Blick ist die Helix ein einfacher Nebel. Heute wissen wir, dass er eine überraschend komplexe Geometrie besitzt.

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Jones-Emberson 1

Der planetarische Nebel Jones-Emberson 1 ist eine rot leuchtende Hülle mit einem dunklein Inneren. Der Nebel schwebt mitten im Bild und ist von dünn verteilten Sternen und Galaxien umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: Team OURANOS, (Jean-Baptiste Auroux, Jean Claude Mario, Mathieu Guinot und Matthieu Tequi)

Der planetarische Nebel Jones-Emberson 1 ist das Leichentuch eines vergehenden sonnenähnlichen Sterns. Er liegt etwa 1.600 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Luchs mit den scharfen Augen. Der sich ausdehnende Überrest der Atmosphäre des vergehenden Sterns mit einem Durchmesser von etwa 4 Lichtjahren wurde in den interstellaren Raum geschleudert, als der zentrale Vorrat des Sterns an Wasserstoff und Helium für die Kernfusion nach Milliarden von Jahren erschöpft war. In der Nähe des Zentrums des planetarischen Nebels sind die Überreste des Sternkerns zu sehen, ein blau-glühender weißer Zwergstern.

Der Nebel, der auch als PK 164 +31.1 bekannt ist, ist schwach und mit dem Okular eines Teleskops nur sehr schwer zu erkennen. Aber dieses tiefe Bild, das Aufnahmen über 12 Stunden Belichtungszeit kombiniert, zeigt ihn in außergewöhnlichen Details. Sterne in unserer eigenen Milchstraßengalaxie sowie Hintergrundgalaxien im ganzen Universum sind über das klare Sichtfeld verstreut. Auf der kosmischen Bühne ist Jones-Emberson 1 nur ein flüchtiges Objekt, das in den nächsten paar Tausend Jahren verblassen wird. Sein heißer, zentraler Weißer Zwergstern wird Milliarden von Jahren brauchen, um abzukühlen.

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GK Per: Nova und planetarischer Nebel

Ein kleiner, feuerwerksähnlicher Nebel ist von einem langen, ovalen roten Nebel umgeben. Der Hintergrund ist voller Sterne.

Bildcredit und Bildrechte: Deep Sky Collective

Das Sternsystem GK Per ist nur mit zwei der drei abgebildeten Nebel verbunden. Mit einer Entfernung von 1500 Lichtjahren war die Nova Persei 1901 (GK Persei) die zweitnächste Nova, die bisher aufgezeichnet wurde.

Im Zentrum befindet sich ein weißer Zwergstern. Er ist der überlebende Kern eines ehemaligen sonnenähnlichen Sterns. Dieser ist von dem kreisförmigen Feuerwerksnebel umgeben, der aus einem Gas besteht, das bei einer thermonuklearen Explosion auf der Oberfläche des Weißen Zwergs – einer Nova – im Jahr 1901 registriert wurde.

Das rot leuchtende Gas um den Feuerwerksnebel ist die Atmosphäre, die früher den Zentralstern umgab. Dieses Gas wurde vor der Nova ausgestoßen und erscheint als diffuser planetarischer Nebel. Das schwache graue Gas, das sich quer durch den Nebel zieht, ist eine interstellare Zirruswolke, die scheinbar zufällig vorbeizieht. Im Jahr 1901 wurde die Nova von GK Per heller als Beteigeuze.

Man erwartet, dass das Sternsystem T CrB noch in diesem Jahr in einer Nova ausbricht, aber wir wissen weder genau, wann noch wie hell sie werden wird.

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Die planetarischen Nebel HFG1 und Abell 6

Zwischen roten Nebeln und wenigen Sternen leuchten zwei helle lila runde Nebel.

Bildcredit und Bildrechte: Julien Cadena und Mickael Coulon; Text: Natalia Lewandowska (SUNY Oswego)

Heckathorn-Fesen-Gull 1 (HFG1) und Abell 6 sind planetarische Nebel. Sie liegen im Sternbild Kassiopeia. Diese Nebel sind die Überreste von der Schlussphase eines Sterns mit mittlerer Masse wie unsere Sonne. Trotz ihrer Form haben planetarische Nebel nichts mit echten Planeten gemeinsam.

HFG1 ist links unten im Bild. Der Nebel wurde von V664 Cas erzeugt. Er ist ein Doppelsternsystem, das aus einem Weißen Zwergstern und einem Roten Riesenstern besteht. Beide Sterne umrunden ihren gemeinsamen Schwerpunkt in etwa einem halben Erdentag. V664 Cas und der Nebel, der ihn umgibt, rasen ungefähr 300 Mal schneller als der schnellste Zug der Erde durchs All. Dabei entsteht eine bläuliche, bogenförmige Stoßwelle. Sie wechselwirkt am stärksten mit dem interstellaren Medium in der Umgebung, wo der Bogen am hellsten leuchtet.

Nach etwa 10.000 Jahren werden planetarische Nebel unsichtbar. Grund dafür ist der Mangel an ultraviolettem Licht, das von den Sternen ausgeht, die den jeweiligen Nebel geschaffen haben. Planetarische Nebel haben oft schöne Formen und Strukturen. Daher sind sie begehrte Motive in der Astrofotografie.

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NGC 2440: Kokon eines neuen Weißen Zwergs

Vor einem dunklen Hintergrund leuchtet ein runder Nebel, der entfernt an das Innere einer Iris im Auge erinnert.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung: H. Bond (STScI), R. Ciardullo (PSU), Forrest Hamilton (STScI)

Was ist da im Zentrum? Wie ein Schmetterling beginnt ein weißer Zwergstern sein Leben in einer Art Kokon. Dieser besteht aus dem Gas seines früheren Selbst, das allmählich verfliegt, weil der einzige Stern es abgestoßen hatte. In dieser Analogie gesprochen wäre die Sonne eine Raupe und die abgestoßene Gashülle wird die schönste von allen werden.

Der hier gezeigte Kokon, der Planetarische Nebel mit der Bezeichnung NGC 2440 birgt einen der heißesten weißen Zwergsterne, die wir kennen. Der Weiße Zwerg ist auf dem Bild als heller orange-farbener Punkt nahe der Bildmitte zu sehen. Unsere Sonne wird irgendwann schließlich auch ein Weißer Zwerg-Schmetterling werden, aber nicht in den nächsten 5 Milliarden Jahren.

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