Der Geist eines sterbenden Sterns

  • <b>Diese farbenfrohe Blase, die wie der Geist eines Sterns in der gespenstischen Dunkelheit des Weltraums leuchtet, mag übernatürlich und geheimnisvoll erscheinen, ist aber ein bekanntes astronomisches Phänomen: ein Planetarischer Nebel, der Überrest eines sterbenden Sterns. Hierbei handelt es sich um die beste Aufnahme des wenig bekannten Objekts ESO 378-1, die bisher gewonnen werden konnte und wurde vom Very Large Telescope der ESO im Norden Chiles aufgenommen.</b>


    Die schimmernde Kugel mit dem Spitznamen Südlicher Eulennebel ist ein Planetarischer Nebel mit einem Durchmesser von fast vier Lichtjahren. Sein informeller Name bezieht sich auf seinen "Cousin" auf der nördlichen Himmelskugel, den Eulennebel. ESO 378-1 [1], der auch unter den Bezeichnungen PN K 1-22 und PN G283.6+25.3 katalogisiert ist, befindet sich im Sternbild Hydra (die weibliche Wasserschlange).


    Da sein Leuchten wie bei allen Planetarischen Nebeln nur ein paar Zehntausend Jahre anhalten wird, handelt es sich bei ESO 378-1, verglichen mit einer typischen Lebenszeit eines Sterns von mehreren Milliarden Jahren [2], um ein Phänomen von vergleichsweise kurzer Lebensdauer.


    Planetarische Nebel entstehen durch das ausgeworfene und sich ausdehnende Gas eines sterbenden Sterns. Obwohl sie in der Anfangsphase ihrer Entstehung auffallend helle und faszinierende Objekte sind, verblassen sie, sobald das Gas, aus dem sie bestehen, auseinandertreibt und der zentrale Stern dunkler wird.


    Damit sich ein Planetarischer Nebel bilden kann, muss der alternde Stern eine Masse von weniger als dem Achtfachen der Sonne haben. Sterne, die schwerer als dieser Grenzwert sind, werden ihr Leben, sobald ihre Zeit gekommen ist, auf dramatische Weise als Supernova-Explosion beenden.


    Wenn aber weniger massereichen Sterne alt werden, beginnen sie ihre äußeren Schichten aus Gas durch Sternwinde abzugeben. Sobald sich der größte Teil dieser äußeren Schichten aufgelöst hat, beginnt der restliche heiße Kern des Sterns ultraviolette Strahlung zu emittieren, die das umgebende Gas ionisiert. Diese Ionisation führt dazu, dass die sich ausdehnende Hülle gespenstischen Gases anfängt in hellen Farben zu leuchten.



    Der Planetarische Nebel ESO 378-1, aufgenommen mit dem VLT. Bild: ESO


    Nachdem der Planetarische Nebel verschwunden ist, wird der übriggebliebene Sternrest noch für weitere Milliarden Jahre brennen, bis er all sein verbliebenes Brennmaterial aufgebraucht hat. Danach wird aus ihm ein winzig kleiner – aber heißer und sehr dichter – Weißer Zwerg, der über eine Zeitspanne von Milliarden von Jahren langsam abkühlt. Auch die Sonne wird in ein paar Milliarden Jahren in der Zukunft einen Planetarischen Nebel hervorbringen und anschließend ihren Lebensabend als Weißer Zwerg verbringen.


    Planetarische Nebel spielen eine entscheidende Rolle in der chemischen Anreicherung und Entwicklung des Universums. Elemente wie Kohlenstoff und Stickstoff, aber auch andere schwere Elemente werden in diesen Sternen erzeugt und in das interstellare Medium abgegeben. Aus dieser Materie können neue Sterne, Planeten und letztendlich Leben entstehen. Deshalb die berühmte Redewendung des Astronomen Carl Sagan: „Wir bestehen aus Sternenstaub.“


    Dieses Bild stammt aus dem ESO Cosmic Gems-Programm (wörtlich „kosmische Edelsteine“), einer ESO-Initiative zur Erstellung von astronomischen Aufnahmen für Bildungs- und Öffentlichkeitsarbeit. Das Programm nutzt hauptsächlich Zeiten, während derer die Beobachtungsbedingungen nicht den strengen Ansprüchen wissenschaftlicher Beobachtungsarbeit genügt, um Bilder von interessanten, faszinierenden oder von Himmelsobjekten anzufertigen, die einfach schön anzusehen sind. Die Bilddaten sind anschließend im wissenschaftlichen Archiv der ESO für jedermann zugänglich. Auch professionelle Astronomen können sie für ihre Zwecke nutzen.


    Fußnoten


    [1] Das “ESO” im Namen dieses Objekts bezieht sich auf einen Katalog aus Objekten, der in den 1970ern und 80ern durch sorgfältige Inaugenscheinnahme neuer Fotografien zusammengetragen wurde, die mit dem 1-Meter-Schmidt-Teleskop der ESO am La Silla aufgenommen wurden.


    [2] Die Lebensdauer eines Planetarischen Nebels als Bruchteil des Lebens eines Sterns ist in etwa vergleichbar mit der Lebensdauer einer Seifenblase verglichen mit dem Alter des Kindes, das sie erzeugt hat.


    Weitere Infos, Bilder und Videos auf den Seiten des ESO Science Outreach Network unter http://www.eso.org/public/germany/news/eso1532/

  • Hallo Caro,


    vielen Dank für das tolle Bild und die Infos über diesen planetarischen Nebel.


    Wenn man sich die Nebelfläche genauer anschaut, so sieht es aus, als könne man Galaxien aus dem Hintergrund darin erkennen!?


    Dazu muss die Nebelmaterie ja schon eine geringe Dichte aufweisen, die nicht allzu stark absorbiert und doch noch transparent ist.


    LG, Tobi

  • Hallo Tobi,


    Planetarische Nebel haben in der Tat nur eine sehr geringe Dichte - je nach Alter und damit Ausdehnung zwischen 1000 und einer Million Atome pro Kubikzentimeter. Zum Vergleich: Die Luft besteht auf Meereshöhe aus ca. 3*10^17 Teilchen pro Kubikzentimeter, also mindestens einen Faktor von 100 Milliarden mehr. Da ist es also kein Wunder, wenn Hintergrundgalaxien durchscheinen, und auch bei den Sternen im Bild kann man so ad hoc nun nicht sagen, ob sie vor oder hinter dem Planetarischen Nebel liegen.


    Wir haben nur aufgrund des - relativ - hellen Leuchtens den Eindruck, die Nebelmaterie müsse sehr dicht sein. Da macht es aber einfach das Volumen, daß letztlich doch eine große Menge an leuchtenden Atomen zusammenkommt.


    Viele Grüße
    Caro

  • Hallo zusammen,


    ich habe eine Frage, die vielleicht nicht genau zum Thema passt [:D] :
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das Programm nutzt hauptsächlich Zeiten, während derer die Beobachtungsbedingungen nicht den strengen Ansprüchen wissenschaftlicher Beobachtungsarbeit genügt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Was sind das im einzelen für Ansprüche, die für die wissenschaftliche Arbeit gegeben sein müssen, wenn man mit Verstoß dieser Ansprüche immer noch so gute Bilder bekommt?


    LG Dominic

  • Hallo Dominic,


    du kannst bei bewilligten ESO-Beobachtungen sogenannte Constraints setzen, also Vorgaben die eingehalten werden müssen. Dazu gehören zum Beispiel


    - Mondphase und Winkelabstand des Monds zu deinem Beobachtungsobjekt
    - Airmass, also Höhe des Objekts über dem Horizont
    - Seeing (und da gibt es Projekte, die erfordern zum Beispiel &lt;1")
    - Transparenz, also ob es Cirrenbewölkung haben darf oder ob die Nacht photometrisch sein muß


    Während man ersteres aus dem Kalender Berechnen kann und somit entsprechend planen, gibt es gerade bei festgelegten Beobachtungszeiträumen bei den beiden letzten Punkten natürlich auch immer mal wieder den Fall, daß die Kriterien nicht eingehalten werden. Hier kommen dann Projekte zum Zuge, die einspringen können.


    Viele Grüße
    Caro

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