M57: Der Ringnebel

Der Ringnebel im Bild ist von wenig vertrauten und bekannten roten Schleifen umgeben, die auf den meisten Bildern von M57 im Sternbild Leier nicht zu sehen sind.

Bildcredit: Kompositbilddaten: Subaru-Teleskop (NAOJ), Hubble-Vermächtnisarchiv; Bearbeitung und zusätzliche Bildbearbeitung: Robert Gendler

Neben Saturns Ringen ist der Ringnebel M57 der berühmteste Ring am Himmel. Seine klassische Erscheinung entsteht vermutlich durch die Perspektive: Unser Blick vom Planeten Erde zeigt in die Mitte einer tonnenförmigen Wolke aus leuchtendem Gas. Doch die ausgedehnten Gasschleifen auf diesem Kompositbild reichen weit über die bekannte Zentralregion des Ringnebels hinaus.

Das Komposit entstand aus Aufnahmen erdgebundener Teleskope, des Weltraumteleskops Hubble und Schmalband-Bilddaten von Subaru. M57 ist ein gut erforschtes Beispiel eines planetarischen Nebels. Auch bei ihm stammt die leuchtende Materie nicht von Planeten, sondern von gasförmigen Hüllen, die der vergehende sonnenähnliche Stern im Zentrum abgestoßen hat.

Das intensive Ultraviolettlicht des heißen Zentralsterns ionisiert die Atome im Gas. Ionisierte Sauerstoffatome erzeugen das grünliche Leuchten. Ionisierter Wasserstoff sorgt für das markante rötliche Licht.

Der Zentralring des Ringnebels hat einen Durchmesser von etwa einem Lichtjahr und ist 2000 Lichtjahre von uns entfernt. Er leuchtet im nördlichen Sternbild Leier und begleitet die Sternschnuppen heute Nacht.

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Der kälteste Braune Zwerg

Das Bild ist von blauen Lichtflecken übersät, in der Mitte ist ein kleiner Lichtpunkt mit einem Kreis markiert.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, WISE

Beschreibung: Diese kosmische Momentaufnahme aus Bilddaten des NASA-Satelliten Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) zeigt eine Vielfalt blasser Sterne und ferner Galaxien im Sternbild Leier in Wellenlängen, die länger sind als sichtbares Licht. Aber das eingekreiste Objekt in der Mitte ist nicht wirklich ein Stern. Es ist als WISE 1828+2650 katalogisiert und nur 40 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Derzeit ist es der kälteste Braune Zwerg, den wir kennen.

Ein Brauner Zwerg beginnt wie ein Stern mit dem gravitativen Kollaps dichter Gas- und Staubwolken, ist aber nicht massereich genug, um die Kerntemperatur und Dichte für eine Wasserstofffusion zu erreichen. Fusion ist die stabile Energiequelle eines Sterns. Stattdessen kühlt der gescheiterte Stern mit der Zeit aus und strahlt das meiste Licht in infraroten Wellenlängen ab. Interessanterweise sind Braune Zwerge nur etwa so groß wie der Planet Jupiter.

Wie kalt ist WISE 1828+2650? Während Braune Zwerge meist eine gemessene Oberflächentemperatur von bis zu 1400 Grad C (2600 Grad F) haben, hat dieser Braune Zwerg der Spektralklasse Y die geschätzte Temperatur eines warmen Raumes, also weniger als etwa 27 Grad Celsius.

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Das Sommerdreieck über Katonien

In einer urwaldartig grünen Landschaft leuchtet hinten durch eine Baumlücke die Milchstraße und der Sternenhimmel.

Bildcredit und Bildrechte: Juan Carlos Casado (TWAN)

Beschreibung: Seht ihr das Sommerdreieck? Es ist nicht schwierig, zu dieser Jahreszeit an Orten auf der Nordhalbkugel das berühmte Dreieck aus Sternen zu finden. Schaut einfach nach Sonnenuntergang hinauf, dann seht ihr drei der hellsten Sterne am Himmel, die ein fast gleichschenkeliges Dreieck bilden.

Vergleicht dann die Sterne mit den Himmelsbildern, die oben abgebildet sind, oder haltet ein Smartphone mit einem guten Beobachtungsprogramm hoch. Die drei Sterne des Sommerdreiecks sind Wega, Deneb und Altair. Oben seht ihr eine 360-Grad-Projektion des ganzen Himmels. Sie rahmt nicht nur das Sommerdreieck ein, sondern auch den großen Bogen der Milchstraße. Das Bild entstand letzte Woche an einem kleinen Fluss, der die historische Stadt Sant Llorenç de la Muga in Katalonien im Nordosten Spaniens eingrenzt.

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Projekt mit planetarischen Nebeln

Die Matrix aus 3x3 Bildern zeigt planetarische Nebel. Sie sind in

Credit und Bildrechte: J-P Metsävainio (Astro Anarchy)

Beschreibung: Planetarische Nebel werden von vergehenden, sonnenähnlichen Sternen abgestoßen. Sie entstehen in einer kurzen, aber prächtigen Schlussphase der Sternentwicklung. Die Gashüllen werden von einer extrem heißen Quelle in der Mitte ionisiert. Diese Quelle ist der schrumpfende Kern eines Sterns, dessen Kernbrennstoff zur Neige geht.

Ihre einfachen Symmetrien, die in der kosmischen Nacht leuchten, sind faszinierend. Sie regten dieses Plakatprojekt planetarischer Nebel an. Neun Planetarier sind zum Vergleich in einem 3×3-Raster abgebildet. Wer planetarische Nebel liebt, erkennt leicht die hellen Messierobjekte: den Hantelnebel M27, den kleinen Hantelnebel M76 und den Ringnebel M57. Auch der Katzenaugennebel NGC 6543 ist ziemlich markant.

Weniger bekannte Nebel sind der Medusanebel und der Käfernebel. Alle Bilder wurden aus detailreichen Schmalbanddaten erstellt und sind im gleichen Winkelmaß abgebildet, nämlich 20 Bogenminuten (1/3 Grad). Bei dieser Darstellung entspricht der graue Kreis der Winkelgröße des Vollmondes am Himmel.

Die planetarischen Nebel zeigen das Schicksal unserer Sonne, wenn in 5 Milliarden Jahren nicht mehr genug Kernbrennstoff in ihrem Inneren übrig ist.

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M57, der Ringnebel

Bildfüllend ist der Ringnebel dargestellt. Der ovale Nebel hat außen einen roten Rand, der nach innen ins Gelbliche verläuft. Das Innere des Nebels ist bläulich mit grünem Rand.

Credit: H. Bond et al., Hubble-Vermächtnisteam (STScI/AURA), NASA

Beschreibung: Er sieht wie ein Ring am Himmel aus. Vor Hunderten Jahren entdeckten Astronomen einen Nebel mit einer sehr ungewöhnlichen Form. Die Gaswolke, nun als M57 oder NGC 6720 bezeichnet, wurde allgemein bekannt als der Ringnebel. Sie ist bekanntlich ein planetarischer Nebel – eine Gaswolke, die am Ende der Existenz eines sonnenähnlichen Sterns abgestoßen wird. Als einer der hellsten planetarischen Nebel am Himmel ist der Ringnebel schon mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Leier zu sehen. Der Ringnebel ist etwa 4000 Lichtjahre entfernt und hat etwa den 500fachen Durchmesser unseres Sonnensystems. Auf diesem Bild des Weltraumteleskops Hubble aus dem Jahr 1998 sind Staubfilamente und Globulen weitab vom Zentralstern zu sehen. Das ist ein Hinweis darauf, dass der Ringnebel nicht kugelförmig, sondern zylindrisch ist.

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Der detailreiche Ringnebel

Links unten ist ein großer, runder Nebel, der an eine Rosette erinnert. Rechts oben leuchtet hinter einem Vordergrund mit hellen Sternen eine S-förmige Balkenspiralgalaxie, sie ist kleiner als der Ringnebel.

Credit und Bildrechte: Vicent Peris (DSA / OAUV / PixInsight), Jack Harvey (DSA / SSRO), Steve Mazlin (DSA / SSRO), Jose Luis Lamadrid (DSA / ceFca), Ana Guijarro (CAHA), RECTA, DSA.

Beschreibung: Der Ringnebel (M57), ein vertrauter Anblick für Himmelsschwärmer, sogar solche mit einem kleinen Teleskop, liegt etwa 2000 Lichtjahre entfernt im musikalischen Sternbild Leier. Der Zentralring hat einen Durchmesser von etwa einem Lichtjahr, doch diese außergewöhnlich detailreiche Aufnahme – eine gemeinschaftliche Arbeit, die Daten von drei verschiedenen Teleskopen kombiniert – erforscht die gewundenen Filamente aus leuchtendem Gas, die sich viel weiter vom Zentralstern des Nebels weg ausdehnen. Natürlich stammt das leuchtende Material in diesem gut erforschten Beispiel eines planetarischen Nebels nicht von Planeten. Stattdessen sind die gasförmigen Hüllen die äußeren Schichten, die von einem sterbenden sonnenähnlichen Stern abgestoßen werden. Dieses bemerkenswerte Kompositbild enthält Schmalband-Bilddaten, welche von Emissionen atomaren Wasserstoffs (violett dargestellt) in sichtbarem Licht stammen, sowie Emissionen von molekularem Wasserstoff (oben rot dargestellt) mit Wellenlängen im nahen Infrarot. Die viel weiter entfernte Spiralgalaxie IC 1296 ist oben rechts ebenfalls zu sehen.

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Wo ist HD 189733?

Siehe Beschreibung. Ein Klick auf das Bild liefert die höchste verfügbare Auflösung.

Bildcredit: NASA, ESA, A. Fujii, and Z. Levay (STScI)

Beschreibung: Der Stern mit der Katalogbezeichnung HD 189733 ist nur 63 Lichtjahre entfernt. Auf diesem detailreichen Weitwinkelbild des nördlichen Sternbildes Schwan (Cygnus) ist seine Position eingezeichnet.

Angesichts der vielen vertrauten hellen Sterne, Nebel und Sternhaufen in dieser Region erscheint HD189733 nicht besonders interessant. Man weiß jedoch, dass er mindestens einen heißen, ungefähr jupitergroßen Planeten besitzt, der in einem sehr geringen Abstand um ihn kreist, und zwar mit einer beeindruckend kurzen Umlaufzeit von 2,2 Tagen.

Da der Planet seinen Heimatstern regelmäßig abdunkelt, können Astronomen das Sternenlicht, das direkt durch die Atmosphäre des Planeten dringt, mittels Spektroskopie analysieren und die Moleküle bestimmen. Zuerst wurde Wasserdampf in der Atmosphäre des Planeten entdeckt. Nun berichten Forschende, dass die Daten des Weltraumteleskops Hubble auch die chemische Signatur von Methan (CH4) aufweisen. Dieses interessante Ergebnis ist der erste Nachweis eines organischen Moleküls auf einem Planeten, der um einen fremden Stern kreist.

Wahrscheinlich ist der Planet von HD 189733 zu heiß und zu unwirtlich für Leben. Doch diese Arbeit ist ein erster Schritt zur Messung der Bedingungen und der Chemie auf anderen extrasolaren Planeten, auf denen es Leben geben könnte.

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