Schlagwort: Weißer Zwerg

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Keplers Supernovaüberrest im Röntgenlicht

Mitten im Bild strahlt eine blau-türkis-violette Wolke. Sie entstand an der Stelle, wo Kepler vor etwa 400 Jahren eine Supernova beobachtete.

Bildcredit: Röntgenstrahlen: NASA/CXC/NCSU/M. Burkey et al.; sichtbares Licht: DSS

Wie entstand dieses Chaos? Ein Stern explodierte. Dabei entstand dieser ungewöhnlich geformte Nebel. Dieser ist Keplers Supernovaüberrest. Zu welcher Art Sterne gehörte er?

Bei einer Sternexplosion entstand diese energiereiche kosmische Wolke. Das Licht der Explosion war erstmals im Oktober 1604 auf dem Planeten Erde zu sehen. Das war vor etwa vierhundert Jahren. Die Supernova leuchtete am Himmel des frühen 17. Jahrhunderts im Sternbild Schlangenträger. Der helle neue Stern wurde vom Astronomen Johannes Kepler und seinen Zeitgenossen beobachtet. Sie suchten nach einer Erklärung für die himmlische Erscheinung. Damals gab es keine Unterstützung von Teleskopen.

Im frühen 21. Jahrhunderts wird die sich ausdehnende Trümmerwolke weiterhin untersucht. Forschende haben ein neues Verständnis der Sternentwicklung. Außerdem helfen ihnen Weltraumteleskope. Damit beobachten sie Keplers Supernovaüberrest im gesamten Spektrum.

Aktuelle Röntgendaten und Bilder des Kepler-Supernovaüberrestes wurden mit dem Röntgenobservatorium Chandra im Erdorbit aufgenommen. Diese Daten zeigen eine Häufigkeit der Elemente, die für eine Typ-Ia-Supernova sprechen. Somit war der Erzeuger ein weißer Zwergstern. Er explodierte, weil er zu viel Materie von einem begleitenden Roten Riesen aufnahm. Dabei überschritt er die Chandrasekhar-Grenze.

Die Kepler-Supernova ist etwa 13.000 Lichtjahre entfernt. Sie ist jüngste Sternexplosion in der Milchstraße.

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Röntgenstrahlen des Supernovaüberrestes SN 1006

Bildfüllend ist ein rotes, rundes Objekt dargestellt. Es erinnert an eine Quaste aus Wolle und ist am Rand von einer schimmernden Oberfläche überzogen.

Bildcredit: NASA/CXC/P. Frank Winkler (Middlebury-College)

Es sieht wie ein Bovist aus. Doch es ist der Überrest einer der sicherlich hellsten Supernovae der Geschichte. 1006 n. Chr. wurde sie als Aufhellung am Nachthimmel über Regionen beschrieben, die nun als China, Ägypten, Irak, Italien, Japan und die Schweiz bekannt sind.

Die sich ausdehnende Trümmerwolke im südlichen Sternbild Wolf (Lupus) stammt von der Explosion. Sie bietet immer noch ein kosmisches Spektakel im gesamten elektromagnetischen Spektrum.

Dieses Bild entstand aus Aufnahmen in drei Farben des Röntgenlichts. Sie wurden mit dem Röntgenobservatorium Chandra im Orbit aufgenommen. Die Trümmerwolke ist als Supernovaüberrest SN 1006 bekannt. Sie ist etwa 60 Lichtjahre groß und besteht aus den Überresten eines Weißen Zwergsterns.

Der kompakte weiße Zwerg war Teil eines Doppelsternsystems. Er sammelte nach und nach Materie seines Begleitsterns an. Der Materiezuwachs löste schließlich eine thermonukleare Explosion aus, die den Zwergstern zerstörte.

Die Entfernung zum Supernovaüberrest beträgt etwa 7000 Lichtjahre. Somit fand diese Explosion tatsächlich 7000 Jahre vor der Ankunft des Lichts 1006 bei der Erde statt. Stoßwellen im Überrest beschleunigen Teilchen auf extreme Energien. Sie gelten als Quelle der rätselhaften kosmischen Strahlen.

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NGC 1365: Majestätische Spirale mit Supernova

Das Bild zeigt eine verzerrte Galaxie mit einem breiten hellen Balken und zwei herausgezogenen Spiralarmen nach links unten und rechts oben. In der Mitte ist eine starke Staubbahn. Zwei Striche markieren eine Supernova.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Die Balkenspiralgalaxie NGC 1365 ist ein wahrhaft majestätisches Inseluniversum. Es hat einen Durchmesser von etwa 200.000 Lichtjahren. NGC 1365 ist etwa 60 Millionen Lichtjahre entfernt im chemischen Sternbild Chemischer Ofen (Fornax). Sie ist ein markantes Mitglied des gut untersuchten Fornax-Galaxienhaufens.

Dieses scharfe Farbbild zeigt am Ende der Balken und an den Spiralarmen intensive Sternbildungsregionen sowie Details von Staubbahnen, die den hellen Galaxienkern queren. Im Kern befindet sich ein sehr massereiches Schwarzes Loch.

Forschende vermuten, dass der markante Balken von NGC 1365 eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Galaxie spielt. Er zieht vermutlich Gas und Staub in einen Strudel, der Sterne bilde und am Ende Materie in das zentrale Schwarze Loch speist.

Am 27. Oktober wurde eine helle Supernova entdeckt. Ihre Position ist in NGC 1365 markiert. Sie wurde als SN2012fr katalogisiert. Es handelt sich um eine Supernova vom Typ Ia, das ist die Explosion eines weißen Zwergs.

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Der planetarische Rote-Spinne-Nebel

Um einen merkwürdig geformten Nebel in der Mitte breiten sich rote Filamente aus, das gesamte Gebilde erinnert an eine Spinne.

Bildcredit und Bildrechte: Carlos Milovic, Hubble-Vermächtnisarchiv, NASA

Was für ein verworrenes Netz ein planetarischer Nebel doch weben kann. Der planetarische Rote-Spinne-Nebel besitzt eine komplexe Struktur. Sie kann entstehen, wenn ein normaler Stern seine äußere Gashülle abstößt und zu einem weißen Zwergstern wird.

Der zweilappige symmetrische planetarische Nebel wird offiziell als NGC 6537 bezeichnet. Er enthält einen der heißesten weißen Zwerge, die je beobachtet wurden. Der Zwergstern ist möglicherweise eine Komponente eines Doppelsternsystems. Im Zentrum sind interne Winde sichtbar, die von den Zentralsternen ausgehen. Ihre gemessene Geschwindigkeit beträgt mehr als 1000 Kilometer pro Sekunde.

Diese Winde dehnen den Nebel aus. Sie fließen die Nebelwände entlang und bewirken, dass Wellen aus heißem Gas und Staub kollidieren. In diesen kollidierenden Stoßwellen sind Atome gefangen. Sie strahlen Licht ab, das im Bild des Weltraumteleskops Hubble in charakteristischen Farben gezeigt wird.

Der Rote-Spinne-Nebel steht im Sternbild Schütze (Sagittarius). Seine Entfernung ist nicht genau bekannt, sie wird auf etwa 4000 Lichtjahre geschätzt.

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Der kugelförmige planetarische Nebel Abell 39

Vor einem Hintergrund mit lose verteilten Sternen schwebt eine Kugel, die an eine Seifenblase erinnert.

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

Abell 39 ist eine geisterhafte Erscheinung. Der Nebel ist ein auffallend einfach und kugelförmig. Er hat einen Durchmesser von etwa fünf Lichtjahren. Die kosmische Kugel liegt in unserer Milchstraße, sie ist grob geschätzt 7000 Lichtjahre entfernt. Man findet sie im Sternbild Herkules.

Abell 39 ist ein planetarischer Nebel. Er entstand, als ein sonnenähnlicher Stern Tausende Jahre lang seine äußere Atmosphäre abstieß. Der Zentralstern des Nebels ist immer noch sichtbar. Er entwickelt sich zu einem heißen weißen Zwerg. Der Nebel ist zwar blass, doch seine einfache Geometrie ist ein glücklicher Zufall für Sternforschende, welche die chemische Zusammensetzung und die Lebenszyklen von Sternen erkunden.

Dieses detailreiche Bild wurde bei dunklem Nachthimmel fotografiert. Es zeigt auch sehr weit entfernte Hintergrundgalaxien. Einige sind durch den Nebel hindurch sichtbar.

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NGC 6369, der kleine Geistnebel

Der ringförmige Nebel im Bild erinnert an die Iris in einem Auge, innen grünblau mit einem ockerfarbenen Rand. In der Mitte der Pupille leuchtet ein Stern.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisteam, NASA

Dieser hübsche planetarische Nebel ist als NGC 6369 katalogisiert. Er wurde im 18. Jahrhundert von dem Astronomen Wilhelm Herschel entdeckt, als er mit einem Teleskop das medizinische Sternbild Schlangenträger (Ophiucus) erforschte. Da der runde, planetenförmige Nebel relativ blass ist, bekam er den Namen „Kleiner Geistnebel“.

Planetarische Nebel haben generell nicht das Geringste mit Planeten zu tun. Sie entstehen am Ende der Existenz eines sonnenähnlichen Sterns, wenn sich dessen äußere Hüllen in den Weltraum ausdehnen, während der Kern des Sterns zu einem weißen Zwerg schrumpft. Der transformierte weiße Zwergstern in der Mitte strahlt stark in ultravioletten Wellenlängen und liefert die Energie für das Leuchten des expandierenden Nebels.

Das interessante Bild zeigt überraschend komplexe Details und Strukturen von NGC 6369. Es entstand aus Daten des Weltraumteleskops Hubble. Die Hauptringstruktur des Nebels hat einen Durchmesser von etwa einem Lichtjahr. Das Leuchten der ionisierten Sauerstoff-, Wasserstoff- und Stickstoffatome ist jeweils blau, grün und rot gefärbt.

Der kleine Geistnebel ist mehr als 2000 Lichtjahre entfernt und bietet einen flüchtigen Blick auf das Schicksal unserer Sonne, die in nur etwa 5 Milliarden Jahren vielleicht selbst einen planetarischen Nebel bildet.

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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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