Schlagwort: Weißer Zwerg

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NGC 2440: Perle eines neuen Weißen Zwerges

Der weißliche Nebel NGC 2440 umgibt einen der heißesten Weißen Zwerge, die wir kennen. Er liegt im Sternbild Achterdeck des Schiffes (Puppis). Das Bild entstand mit dem Weltraumteleskop Hubble.

Bildcredit: H. Bond (STScI), R. Ciardullo (PSU), WFPC2, HST, NASA; Bearbeitung: Forrest Hamilton

Wie eine Perle leuchtet ein weißer Zwergstern am schönsten, wenn er von seiner Hülle befreit ist. In dieser Analogie wäre die Sonne ein Weichtier. Ihre abgeworfene Schale ist sicherlich in ferner Zukunft die schönste von allen.

Die Hülle aus Gas und Staub im Bild ist ein planetarischer Nebel. Er hat die Bezeichnung NGC 2440 und enthält einen der heißesten Weißen Zwerge, die wir kennen. Die leuchtende Sternenperle ist der helle Punkt in der Mitte. Der Teil von NGC 2440 im Bild ist ungefähr ein Lichtjahr breit.

Der Kern unserer Sonne wird irgendwann ein Weißer Zwerg, aber nicht in den nächsten fünf Milliarden Jahren. Das Falschfarbenbild entstand 1995 mit dem Weltraumteleskop Hubble. Der Nebel NGC 2440 ist etwa 4000 Lichtjahre entfernt. Er liegt im südlichen Sternbild Achterdeck des Schiffes (Puppis).

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MyCn18: Ein planetarischer Sanduhrnebel

Rote Ringe sind so angeordnet, dass sie an eine Sanduhr erinnern. In der Mitte ist ein Bereich, wo sie sich überschneiden. Dort leuchtet ein grünlicher Nebel, der stark an ein offenes Auge erinnert.

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

Dem Zentralstern im sanduhrförmigen planetarischen Nebel rinnt die Zeit davon. Die kurze, spektakuläre Schlussphase in der Existenz eines sonnenähnlichen Sterns tritt ein, wenn sein Kernbrennstoff aufgebraucht ist. Dann stößt er seine äußeren Schichten ab und sein Kern wird zu einem kühler werdenden Weißen Zwerg, der verblasst.

1995 fertigten Forschende mit dem Weltraumteleskop Hubble eine Bildserie des planetarischen Nebels an. Dabei entstand diese Aufnahme. Zarte Ringe aus farbigem leuchtendem Gas bilden die Umrisse der dünnen Wände der Sanduhr. Stickstoff ist rot, Wasserstoff ist grün und Sauerstoff ist blau dargestellt.

Die beispiellose Schärfe der Hubble-Bilder zeigt überraschende Details im Prozess, bei dem der Nebel ausgestoßen wird. Sie sollen die übrig gebliebenen Rätsel der komplexen Formen und Symmetrien planetarischer Nebel lösen.

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Kataklysmische Dämmerung

Hinter einem Gewässer, auf das man aus einer Höhle hinausblickt, strahlt am Horizont ein energiereiches Gebilde, das den Himmel rot färbt. Ein Strahl reicht nach oben zu einer Akkretionsscheibe. Links und rechts von dem Strahl sind die Sicheln von Himmelskörpern zu sehen.

Illustrationscredit und Bildrechte: Mark A. Garlick (Space-art.co.uk)

Bringt diese Dämmerung eine neue Nova? Das überlegen vielleicht Menschen in der Zukunft, wenn sie auf einem Planeten in einem kataklysmisch veränderlichen Doppelsternsystem leben.

Bei kataklysmischen Veränderlichen fließt Gas von einem großen Stern in eine Akkretionsscheibe, die um einen massereichen, kompakten weißen Zwergstern kreist. Wenn ein Klumpen Gas in der Akkretionsscheibe über eine gewisse Temperatur erhitzt wird, können explosive kataklysmische Ereignisse wie eine Zwergnova stattfinden. Dabei fällt der Klumpen schneller auf den Weißen Zwerg und landet mit einem hellen Blitz.

Eine Zwergnova zerstört keinen der beide Sterne. Zwergnovae können in unregelmäßigen Zeitabständen stattfinden. Das können wenige Tagen bis zu zehn Jahre sein. So eine Nova setzt weniger Energie frei als eine Supernova.

Doch wenn wiederholte Novae nicht heftig genug sind, um mehr Gas auszustoßen, als von außen einfällt, sammelt sich Materie auf dem Weißen Zwergstern an. Schließlich überschreitet der Weiße Zwerg die Chandrasekhargrenze. Dann bietet eine Höhle wie jene im Vordergrund wohl wenig Schutz, denn der ganze Weiße Zwerg explodiert als gewaltige Supernova.

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M27 – der Hantelnebel

Im Bild leuchtet ein innen zyklamefarbener, außen lila gefärbter Nebel inmitten von Sternen. Seine Form erinnert an eine Hantel.

Bildcredit und Bildrechte: Bill Snyder (Bill Snyder Photography)

Der erste Hinweis darauf, was aus unserer Sonne werden könnte, wurde 1764 versehentlich entdeckt. Damals erstellte Charles Messier eine Liste diffuser Objekte, die man nicht mit Kometen verwechseln sollte. Das 27. Objekt auf Messiers Liste ist als M27 oder Hantelnebel bekannt. Es ist ein planetarischer Nebel. So einen Nebel erzeugt später auch unsere Sonne, wenn die Kernfusion in ihrem Inneren zu Ende geht.

M27 ist einer der hellsten planetarischen Nebel am Himmel. Man sieht ihn mit einem Fernglas im Sternbild Füchslein (Vulpecula). Licht von M27 braucht etwa 1000 Jahre, um uns zu erreichen. Er ist oben in Farben dargestellt, die von Wasserstoff und Sauerstoff abgestrahlt werden.

Die Physik und Bedeutung von M27 zu verstehen überstieg die Wissenschaft des 18. Jahrhunderts. Noch heute gibt es viele Rätsel um bipolare planetarische Nebel wie M27. Dazu gehört der physikalische Mechanismus, bei dem die gasförmige äußere Hülle eines Sterns mit geringer Masse abgestoßen wird. Am Ende bleibt ein heißer Weißer Zwerg übrig, der Röntgenlicht abstrahlt.

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Supernovaüberrest SN 1006

Vor einem Hintergrund aus kleinen, relativ dicht verteilten Sternen breitet sich eine Blase aus. Sie wirkt ein bisschen fluffig, der Rand erinnert an eine Seifenblase.

Bildcredit: NASA, ESA, Zolt Levay (STScI)

1006 n. Chr. blitzte am Himmel des Planeten Erde ein neuer Stern auf. Er war die vielleicht hellste Supernova seit Beginn der Geschichtsaufzeichnung. Die Trümmerwolke der Sternexplosion dehnt sich aus. Sie befindet sich im südlichen Sternbild Wolf. Noch heute veranstaltet sie eine kosmische Lichtschau im ganzen elektromagnetischen Spektrum.

Das Kompositbild zeigt Röntgendaten des Chandra-Observatoriums in Blau. Optische Daten sind in gelblichen Farbtönen und Radiodaten sind rot dargestellt. Die Trümmer sind heute als Supernovaüberrest SN 1006 bekannt. Die Wolke hat einen Durchmesser von etwa 60 Lichtjahren. Sie stammt vermutlich von einem Weißen Zwergstern.

Der kompakte Weiße Zwerg ist Teil eines Doppelsternsystems. Er zog allmählich Materie von seinem Begleitstern ab. Die Ansammlung an Masse löste später eine thermonukleare Explosion aus, die den Weißen Zwerg zerstörte.

Die Entfernung zum Supernovaüberrest beträgt etwa 7000 Lichtjahre. Somit ereignete sich die Explosion 7000 Jahre vor 1006, als das Licht die Erde erreichte. Stoßwellen im Überrest beschleunigen die Teilchen auf extreme Energien. Sie sind vermutlich eine Quelle der rätselhaften kosmischen Strahlung.

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Die freisichtige Nova Centauri 2013

Links neben dem Stern Beta Centauri im Sternbild Zentaur leuchtet ein neuer heller Stern, die Nova Cen 2013.

Bildcredit und Bildrechte: Yuri Beletsky (Las-Campanas-Observatorium, Carnegie-Institut)

Die hellsten Himmelslichter im Sternbild Zentaur sind Alpha und Beta Centauri. Sie sind auf der Südhalbkugel leicht erkennbar. Derzeit sieht man dort auch die freisichtige Nova Centauri 2013.

Die nächtliche Himmelslandschaft wurde am 5. Dezember in der Nähe des Las-Campanas-Observatoriums im Süden der chilenischen Atacamawüste fotografiert. In dem ausgedehnten Sternbild gesellt sich der neue Stern zu den alten. Die Nova ist hier in den frühen Morgenstunden hinter einem starken grünlichen Nachthimmellicht zu sehen.

Die Nova Cen 2013 wurde am 2. Dezember vom Nova-Jäger John Seach in Australien entdeckt. Ihre Helligkeit reichte fast schon für eine Beobachtung mit bloßem Auge. Sie wurde spektroskopisch als klassische Nova erkannt. Eine Nova ist Teil eines wechselwirkenden Doppelsternsystems. Es besteht aus einem dichten, heißen Weißen Zwerg und einem begleitenden kühlen Riesen.

Material des Begleitsterns fällt auf die Oberfläche des Weißen Zwergs. Dort sammelt sie sich an und löst ein thermonukleares Ereignis aus. Die heftige Explosion endet mit einer drastischen Helligkeitszunahme und einer Trümmerhülle, die sich ausdehnt. Die Sterne werden jedoch nicht zerstört. Man vermutet, dass klassische Novae sich wieder erholen. Dann setzt der Materiefluss auf den Weißen Zwerg wieder ein und verursacht einen neuen Ausbruch.

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Der planetarische Nebel Abell 7

In der Mitte ist ein runder planetarischer Nebel. Einige rot leuchtende Stellen wurden mit Schmalbandfiltern betont. Rechts hinter dem Nebel ist eine kleine Galaxie.

Bildcredit und Bildrechte: Don Goldman

Der planetarische Nebel Abell 7 ist sehr blass. Er ist etwa 1800 Lichtjahre entfernt und steht am Himmel der Erde südlich von Orion im Sternbild Hase (Lepus). Der Nebel ist von Sternen der Milchstraße umgeben. Er liegt in einer Sichtlinie mit fernen Galaxien im Hintergrund. Seine einfache Kugelform im detailreichen Teleskopbild hat einen Durchmesser von etwa 8 Lichtjahren.

Die komplexen Details wurden mit Schmalbandfiltern verstärkt. Die Strahlung von Wasserstoff und Stickstoff ist rötlich dargestellt. Emissionen von Sauerstoff sind in blaugrünlichen Farbtönen abgebildet. Das verleiht Abell 7 eine natürlichere Erscheinung. Für das bloße Auge ist der Nebel viel zu blass.

Ein planetarischer Nebel ist eine sehr kurze Schlussphase in der Sternentwicklung. Ein sonnenähnlicher Zentralstern im Nebel wirft dabei seine äußeren Hüllen ab. Unsere Sonne erfährt das also in 5 Milliarden Jahren. Abell 7 ist ungefähr 20.000 Jahre alt. Sein Zentralstern ist der verblassende weiße Zwerg in der Mitte. Er ist etwa 10 Milliarden Jahre alt.

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M2-9 hat die Flügel eines Schmetterlingsnebels

Der Nebel M2-9 im Sternbild Schlangenträger erinnert an die Glaskolben einer Sanduhr, die waagrecht liegt. Die zugewiesenen Farben zeigen ihn in leuchtend Grün und Gelb. Er besteht aus Schichten. Im Hintergrund sind nur ein paar Sterne abgebildet.

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

Werden Sterne wegen ihrer Kunst mehr geschätzt, wenn sie vergehen? Sterne zeigen ihre kunstvollste Schau meist dann, wenn sie vergehen. Bei Sternen mit geringer Masse wie unserer Sonne oder dem oben gezeigten M2-9 verwandeln sich gewöhnliche Sterne in weiße Zwerge. Dabei werfen sie ihre äußeren Gashüllen ab. Das Gas zeigt oft ein eindrucksvolles Schauspiel. Man bezeichnet es als planetarischer Nebel. Planetarische Nebel verblassen während tausenden Jahren allmählich.

M2-9 ist ein planetarischer Schmetterlingsnebel. Er ist 2100 Lichtjahre entfernt. Hier wurde er in zugewiesenen Farben dargestellt. Seine Flügel erzählen eine seltsame, unvollständige Geschichte. In der Mitte kreisen zwei Sterne in einer gasförmigen Scheibe. Diese Scheibe ist zehnmal so groß wie Plutos Umlaufbahn. Die abgestoßene Hülle des vergehenden Sterns bricht aus dieser Scheibe aus. So entsteht die zweipolige Erscheinung. Viele der physikalischen Prozesse bei der Entstehung planetarischer Nebel sind rätselhaft.

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