Schlagwort: Weißer Zwerg

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Der Fall des fehlenden Supernovabegleiters

Der Nebel füllt fast das ganze Bild. Außen ist ein roter Ring, der an eine Seifenblase erinnert, innen sind einige grün schimmernde Nebelflecke. Das Bild ist voller weißer Sterne.

Bildcredit: Röntgenstrahlung: NASA/CXC/SAO/J. Hughes et al., sichtbares Licht: NASA/ESA/Hubble-Vermächtnisteam (STScI /AURA)

Wo ist der andere Stern? Mitten in diesem Supernovaüberrest sollte der Begleiter des explodierten Sterns sein. Diesen Stern zu entdecken ist wichtig, um zu verstehen, wie Typ-Ia-Supernovae explodieren. Das könnte zu einem besseren Verständnis führen, warum die Helligkeit so einer Explosion so vorhersagbar ist. Das ist wiederum der Schlüssel zur Kalibrierung der Entfernungen im gesamten Universum.

Die Schwierigkeit ist, dass auch bei sorgfältiger Untersuchung des Zentrums von SNR 0509-67.5 kein Stern entdeckt wurde. Das lässt vermuten, dass der Begleiter sehr schwach leuchtet – viel schwächer als viele der hellen Riesensterne, die frühere Kandidaten waren. Vermutlich ist der Begleitstern ein blasser weißer Zwerg, ähnlich wie der Stern, der explodierte, aber mit viel mehr Masse.

SNR 0509-67.5 ist oben im sichtbaren Licht und Röntgenlicht abgebildet. Die rot leuchtenden Teile wurden vom Weltraumteleskop Hubble fotografiert, Röntgenlicht wurde in Falschfarbengrün dargestellt und vom Röntgenobservatorium Chandra aufgenommen. Wenn ihr den Mauspfeil über das Bild schiebt, wird die Region markiert, wo sich der fehlende Begleitstern befinden müsste.

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Der Hantelnebel M27

Mitten im Bild leuchtet bildfüllend ein rosaroter Nebel mit lila Hüllen. Außen sind kleine Sterne verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Bill Snyder (Bill Snyder Photographie)

Der erste Hinweis auf die Zukunft unserer Sonne wurde unabsichtlich 1764 entdeckt. Damals erstellte Charles Messier eine Liste diffuser Objekte, um sie nicht mit Kometen zu verwechseln. Das 27. Objekt auf Messiers Liste ist nun als M27 oder Hantelnebel bekannt. Es ist ein planetarischer Nebel. Diese Art Nebel wird später auch unsere Sonne ausstoßen, wenn die Kernfusion in ihrem Inneren zu Ende geht.

M27 ist einer der hellsten planetarischen Nebel am Himmel. Mit einem Fernglas seht ihr ihn im Sternbild Füchslein (Vulpecula). Licht braucht etwa 1000 Jahre, um von M27 zu uns zu gelangen. Oben ist der Nebel in Farben abgebildet, die von Wasserstoff und Sauerstoff abgestrahlt werden.

Die Wissenschaft des 18. Jahrhunderts reichte noch lange nicht für ein Verständnis der Physik und Bedeutung von M27. Selbst heute ist noch vieles an bipolaren planetarischen Nebeln wie M27 ein Rätsel, etwa der physikalische Mechanismus, bei dem ein Stern mit geringer Masse die gasförmigen äußeren Hüllen abstößt, sodass schließlich ein heißer weißer Zwerg zurückbleibt, der Röntgenstrahlen abstrahlt.

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GK Persei: die Nova von 1901

Mitten im Bild leuchtet ein rötlicher bruchstückhafter Nebel mit einem hellen Stern in der Mitte.

Bildcredit und Bildrechte: Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, Universität von Arizona

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde GK Persei kurz einer der hellsten Sterne am Himmel des Planeten Erde. Das Ereignis ist heute als Nova Persei 1901 bekannt. Dieses aktuelle Komposit aus zwei Bildern entstand in den Jahren 2003 und 2011. Es zeigt die Auswürfe der Explosion, die allgemein Feuerwerksnebel genannt wird. Die Auswürfe breiten sich weiterhin in den Weltraum aus.

Die Bilder sind Teil eines Zeitraffervideos, das die Ausdehnung des Nebels im Lauf der letzten 17 Jahre zeigt. Der Nebel ist zirka 1500 Lichtjahre entfernt und hat einen Durchmesser von immer noch etwas weniger als einem Lichtjahr.

GK Per und ähnliche kataklysmische Veränderliche, die als klassische Novae bekannt sind, werden als Doppelsternsysteme verstanden. Sie bestehen aus einem kompakten Weißen Zwergstern und einem aufgeblähten, kühlen Riesenstern, die in geringem Abstand umeinander kreisen. Vom Riesenstern verläuft ein Materiefluss über eine Akkretionsscheibe zur Oberfläche des Weißen Zwergs. Ab einer gewissen Menge wird ein thermonuklearer Ausbruch ausgelöst. Dabei wird die stellare Materie in den Raum gesprengt, ohne den Weißen Zwerg zu zerstören.

Das GK-Per-System hat eine Umlaufperiode von 2 Tagen und erzeugte in den letzten Jahren einige viel kleinere Ausbrüche.

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Eine junge Supernova in der nahen Feuerradgalaxie

Oben in der Mitte ist das gelbliche Zentrum einer äspiralgalaxie, unten in den transparent wirkenden Spiralarmen ist ein Stern als PTF11kly markiert.

Bildcredit: D. Andrew Howell und BJ Fulton (LCOGT) et al., Faulkes Telescope North, LCOGT

Beschreibung: Ein naher Stern ist explodiert und wird von Teleskopen auf der ganzen Welt überwacht. Die Supernova wird als PTF 11kly bezeichnet. Sie wurde erst vor zwei Tagen bei der Himmelsdurchmusterung Palomar Transit Factory (PTF) von einem Computer entdeckt. Bei der Durchmusterung wird das Samuel-Oschin-Weitwinkelteleskop in Kalifornien eingesetzt. Es hat einen Durchmesser von 1,2 Metern.

Die Supernova wurde rasch entdeckt, es war eine der kürzesten Zeitspannen nach einer Supernovaexplosion. PTF 11kly ereignete sich in der fotogenen Feuerradgalaxie M101. Diese Galaxie nur etwa 21 Millionen Lichtjahre entfernt. Damit ist sie eine der nächstgelegenen Supernovae der letzten Jahrzehnte.

Rasche Folgebeobachtungen lieferten bereits klare Hinweise, dass PTF 11kly eine Typ-Ia-Supernova ist. Bei so einer Supernova detoniert ein Weißer Zwerg. Eine Typ-Ia-Supernova ereignet sich in immer gleicher Art und Weise. Daher eignet sich diese Art Supernovae zur Kalibrierung der Expansionsgeschichte des gesamten Universums.

Die Untersuchung einer so nahen und jungen Typ Ia-Supernova liefert vielleicht neue, einzigartige Hinweise. Wenn frühere Indizien stimmen, sollte PTF 11kly in den kommenden Wochen eine visuelle Größenklasse von etwa 10m erreichen. Damit kann sie vielleicht sogar mit mittelgroßen Teleskopen beobachtet werden.

APOD-Rückblick: das Beste der Spiralgalaxie M101
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Shapley 1: ein ringförmiger planetarischer Nebel

Der Nebel im Bild erinnert an einen kräftigen lila Rauchring. Er ist von wenigen markanten Sternen umgeben.

Bildcredit: ESO

Beschreibung: Was geschieht, wenn bei einem Stern der Kernbrennstoff knapp wird? Bei Sternen mit einer ähnlichen Masse wie unserer Sonne kondensiert das Zentrum zu einem Weißen Zwerg, während die äußeren Atmosphärenschichten in den Weltraum abgestoßen werden und planetarische Nebel bilden.

Dieser spezielle planetarische Nebel wird nach dem berühmten Astronomen Harlow Shapley als Shapley 1 bezeichnet. Er hat eine sehr auffällige, kranzförmige, ringartige Form. Zwar sehen einige dieser Nebel am Himmel wie Planeten aus – daher ihr Name -, doch sie umgeben sie Sterne, die weit von unserem Sonnensystem entfernt sind.

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MyCn18: Sanduhr und planetarischer Nebel

Von einem grünen Auge in der Mitte gehen nach links und rechts rote ringförmige Nebel aus.

Bildcredit: R. Sahai and J. Trauger (JPL), WFPC2, HST, NASA

Beschreibung: Dem Zentralstern dieses sanduhrförmigen planetarischen Nebels läuft der Sand der Zeit aus. In dieser kurzen, spannenden Schlussphase in der Entwicklung eines sonnenähnlichen Sterns werden die äußeren Hüllen abgestoßen. Sie findet statt, wenn der Kernbrennstoff zur Neige geht. Sein Kern wird ein abkühlender, verblassender Weißer Zwerg.

1995 erstellten Forschende mit dem Weltraumteleskop Hubble (HST) eine Bildserie des planetarischen Nebels, darunter diese Aufnahme. Zarte Ringe aus farbigem leuchtendem Gas bilden die dünnen Wände der Sanduhr. Das Licht von Stickstoff wurde rot gefärbt, Wasserstoff grün und Sauerstoff blau.

Die beispiellose Schärfe der HST-Bilder zeigt überraschende Details des Prozesses, bei dem der Nebel ausgeworfen wird. Das soll helfen, die ungelösten Rätsel der komplexen Formen und Symmetrien planetarischer Nebel zu lösen.

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NGC 2440: Kokon eines neuen Weißen Zwergs

Im Bild leuchtet ein weißlicher Nebel, der an die Iris in einem Auge erinnert. In der Mitte leuchtet ein einzelner rötlich umrandeter Stern.

Credit: H. Bond (STScI), R. Ciardullo (PSU), WFPC2, HST, NASA

Beschreibung: Wie ein Schmetterling beginnt ein weißer Zwergstern sein Leben, indem er einen Kokon abstreift, der sein früheres Selbst begrenzte. In dieser Analogie wäre die Sonne eine Raupe, und die abgestoßene Hülle aus Gas wird zur schönsten von allen! Dieser Kokon, der planetarische Nebel mit der Bezeichnung NGC 2440, enthält einen der heißesten weißen Zwergsterne, die wir kennen. Der weiße Zwerg ist der helle Punkt nahe der Bildmitte. Vielleicht wird auch unsere Sonne zu einem Weißen Zwergschmetterling, nicht aber im Lauf der nächsten 5 Milliarden Jahre. Dieses Falschfarbenbild wurde von Forrest Hamilton nachbearbeitet.

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