Hubble offenbart die wahre Gestalt des Ringnebels im Sternbild Leier

Die einzigartige Gestalt des Ringnebels macht ihn zu einer beliebten Illustration für Bücher zum Thema Astronomie. Aber neue Beobachtungen des leuchtenden Gases um einen alten, sterbenden, sonnenähnlichen Stern mit dem Hubble Space Telescope enthüllen eine überraschende Wendung.

„Der Nebel ist nicht wie ein Bagel, sondern mehr wie ein geleeartiger Donut, weil er in der Mitte mit Materie gefüllt ist“, sagte C. Robert O’Dell von der Vanderbilt University in Nashville (Tennessee). Er leitet ein Forschungsteam, das Hubble und mehrere bodenbasierte Teleskope benutzte, um die bislang beste Ansicht dieses kultverdächtigen Nebels zu erhalten. Die Bilder zeigen eine komplexere Struktur, als Astronomen bisher annahmen und ermöglichten ihnen, das präziseste 3D-Modell des Nebels zu konstruieren.

„Mit Hubbles Einzelheiten sehen wir eine völlig andere Gestalt als das, was in der Vergangenheit über diesen klassischen Nebel gedacht wurde“, sagte O’Dell. „Die neuen Hubble-Beobachtungen zeigen den Nebel in viel deutlicheren Details und wir sehen, dass die Dinge nicht so einfach sind, wie wir bisher vermuteten.“ Der Ringnebel ist etwa 2.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und misst rund ein Lichtjahr im Durchmesser. Im Sternbild Lyra (Leier) gelegen, ist der Nebel ein beliebtes Ziel für Amateur-Astronomen.

Vorherige Beobachtungen mit verschiedenen Teleskopen hatten die gasige Materie in der Zentralregion des Rings registriert. Aber die neue Ansicht von Hubbles leistungsfähiger Wide Field Camera 3 zeigt die Struktur des Nebels mit größerem Detailreichtum. O’Dells Team sagt, dass der Ring eine blaue, Football-förmige Struktur umschließt. Jedes Ende der Struktur tritt aus den entgegengesetzten Seiten des Rings hervor.

HubbleCast über die neuen Beobachtungen des Ringnebels im Sternbild Leier. (ESA / Hubble)

Der Nebel ist in Richtung Erde geneigt, so dass Astronomen den Ring frontal sehen. In dem Hubble-Bild repräsentiert die blaue Struktur das Leuchten von Helium. Strahlung des Weißen Zwergsterns, dem weißen Punkt im Zentrum des Rings, regt das Helium zum Leuchten an. Der Weiße Zwerg ist der stellare Überrest eines sonnenähnlichen Sterns, der seinen Wasserstoffvorrat aufgebraucht und seine äußeren Schichten abgestoßen hat, um gravitationsbedingt zu einem kompakten Objekt zu kollabieren.

O’Dells Team war überrascht angesichts der detailreichen Hubble-Bilder von den dunklen, irregulären Knoten aus dichtem Gas, die entlang der inneren Kante des Rings eingebettet sind und wie Speichen in einem Fahrradreifen aussehen. Diese gasförmigen Tentakel entstanden, als expandierendes heißes Gas auf kaltes Gas traf, das von dem sterbenden Stern zuvor abgestoßen wurde. Die Knoten sind widerstandsfähiger gegenüber der Erosion durch ultraviolettes Licht, das von dem Stern emittiert wird. Die Hubble-Aufnahmen haben dem Team ermöglicht, die Knoten mit den Lichtspitzen um den hellen Hauptring zu vergleichen, welche ein Schatteneffekt sind. Astronomen haben ähnliche Knoten in anderen planetarischen Nebeln gefunden.

All das Gas wurde vor etwa 4.000 Jahren von dem Zentralstern abgestoßen. Der ursprüngliche Stern war mehrere Male massereicher als unsere Sonne. Nachdem er in seinem Kern Milliarden Jahre lang Wasserstoff in Helium umgewandelt hatte, begann der Stern, seinen Vorrat aufzubrauchen. Dann blähte er sich auf und wurde zu einem Roten Riesen. Während dieser Phase stieß der Stern seine äußeren Gasschichten in den Weltraum ab und begann zu kollabieren, als die Fusionsprozesse zum Erliegen kamen. Ein Ausbruch ultravioletten Lichts von dem sterbenden Stern regte das Gas zum Leuchten an.

Das neue 3D-Modell des Ringnebels im Sternbild Leier. (ESA / Hubble and NASA, M. Kornmesser)

Die äußeren Ringe entstanden, als schnelleres Gas auf Materie prallte, die sich langsamer bewegte. Der Nebel expandiert mit über 70.000 Kilometern pro Stunde, aber das Zentrum bewegt sich schneller als die Expansion des Hauptrings. O’Dells Team maß die Expansion des Nebels, indem es die neuen Hubble-Beobachtungen mit Hubble-Studien aus dem Jahr 1998 verglich.

Der Ringnebel wird sich für weitere 10.000 Jahre ausdehnen – eine kurze Phase in der Lebenszeit des Sterns. Der Nebel wird schwächer und schwächer werden, bis er mit dem interstellaren Medium verschmilzt. Das Schicksal des Ringnebels zu studieren, wird Einblicke in das Ableben der Sonne in sechs Milliarden Jahren geben. Die Sonne ist weniger massereich als der Vorläuferstern des Ringnebels, deswegen wird sie nicht so eindrucksvoll enden. „Wenn die Sonne zu einem Weißen Zwerg wird, wird sie sich langsamer aufheizen, nachdem sie ihre Gasschichten abgestoßen hat“, sagte O’Dell. „Die Materie wird weiter entfernt sein, wenn sie erst einmal heiß genug geworden ist, um das Gas zu erleuchten. Diese größere Distanz bedeutet, dass der Nebel der Sonne aufgrund seiner Ausdehnung schwächer sein wird.“

In der Analyse verwendete das Forschungsteam auch Bilder des Large Binocular Telescope des Mount Graham International Observatory in Arizona und spektroskopische Daten des San Pedro Martir Observatory in Baja California (Mexiko).

Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/ring-nebula.html

(THK)