Schlagwort: Weißer Zwerg

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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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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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