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)

Beschreibung: Bringt diese Dämmerung eine neue Nova? Solche Überlegungen könnten Menschen der Zukunft anstellen, die auf einem Planeten leben, der in einem kataklysmischen veränderlichen Doppelsternsystem kreist. Bei kataklysmischen Veränderlichen fällt Gas von einem großen Stern auf eine Akkretionsscheibe um einen massereichen, aber kompakten weißen Zwergstern. Explosive kataklysmische Ereignisse wie eine Zwergnova können stattfinden, wenn ein Klumpen Gas im Inneren der Akkretionsscheibe über eine gewisse Temperatur erhitzt wird. An diesem Punkt fällt der Klumpen schneller auf den Weißen Zwerg und landet mit einem hellen Blitz. Solche Zwergnovae zerstören keinen der beide Sterne und können in unregelmäßigen Zeitabständen von wenigen Tagen bis zu zehn Jahren stattfinden. Zwar ist eine Nova weniger energiereich als eine Supernova, doch wenn wiederholte Novae nicht heftig genug sind, um mehr Gas auszustoßen als einfällt, sammelt sich die Masse auf dem Weißen Zwergstern an, bis dieser die Chandrasekhargrenze überschreitet. An diesem Punkt könnte eine Höhle im Vordergrund wenig Schutz bieten, da der gesamte Weiße Zwergstern in einer gewaltigen Supernova explodiert.

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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 sehr blasse planetarische Nebel Abell 7 ist etwa 1800 Lichtjahre entfernt. Er steht am Himmel der Erde südlich von Orion im Sternbild Hase (Lepus). Der Nebel ist von Milchstraßensternen umgeben. Er liegt in einer Sichtlinie mit fernen Hintergrundgalaxien. 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. Normalerweise ist der Nebel viel zu blass für das Auge.

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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Nova Delphini 2013

Der Hintergrund in der Milchstraße ist dicht von Sternen bedeckt. Oben in der Mitte leuchtet die Nova Delphini 2013, links steht das Sternbild Delphin, unter der Nova das Sternbild Pfeil, rechts unten die Sterngruppe Kleiderbügel (Collinder 399).

Bildcredit und Bildrechte: Jimmy Westlake (Colorado Mountain College)

Am 14. August suchte der japanische Amateurastronom Koichi Itagaki mit einem kleinen Teleskop den Himmel ab. Dabei entdeckte er einen „neuen“ Stern im Sternbild Delfin. Diese Himmelsansicht wurde am 15. August in Stagecoach in Colorado fotografiert. Darauf ist der Stern markiert. Er wird nun als Nova Delphini 2013 bezeichnet.

Sagitta, der Pfeil, zeigt den Weg zur Position des Neulings. Er steht hoch am Abendhimmel in der Nähe des hellen Sterns Altair. Er ist Teil einer Sterngruppe auf der Nordhalbkugel, die als Sommerdreieck bekannt ist. Die Nova sollte mit einem Fernglas gut sichtbar sein. Bei dunklem Himmel ist sie fast mit bloßem Auge erkennbar.

Frühere detailreiche Himmelskarten zeigen an der Position der Nova Delphini einen sehr blasseren Stern der 17. Größenklasse. Das bedeutet, dass die scheinbare Helligkeit dieses Sterns plötzlich um mehr als das 25.000-fache anstieg. Wie kommt es zu so einer katastrophalen Veränderung eines Sterns?

Das Spektrum der Nova Delphini zeigt Hinweise auf eine klassische Nova. Dazu gehört ein wechselwirkendes Doppelsternsystem, in dem einer der Sterne ein dichter, heißer Weißer Zwerg ist. Materie eines kühleren, riesigen Begleitsterns fällt auf die Oberfläche des Weißen Zwergs. Dieser wird immer größer, bis es zu einem thermonuklearen Ereignis kommt. Das führt zu einem drastischen Anstieg der Helligkeit, und eine Hülle wird abgestoßen und dehnt sich aus.

Doch die Sterne werden nicht zerstört. Klassische Novae wiederholen sich vermutlich, wenn der Materiefluss zum Weißen Zwerg erneut auftritt und einen weiteren Ausbruch verursacht.

Galerie: Nova Delphini 2013

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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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