Blick in die Forschung: Im Bild: Ein Auge in der Leier
Der Ringnebel im Sternbild Leier, auch unter der Bezeichnung Messier 57 (M57) bekannt, ist ein beliebtes Sujet für Astrofotografen und Beobachter weltweit. Allerdings interessiert sich auch die astronomische Forschung intensiv für dieses Himmelsobjekt. Der Ringnebel wurde hier vom James Webb Space Telescope (JWST) im nahen Infraroten bei vier unterschiedlichen Wellenlängen abgelichtet. Dabei wurden blaue Farbtöne den kürzesten Wellenlängen, gelbe den mittleren und rote Farben den größten Wellenlängen zugewiesen. Zum Einsatz kam für diese Beobachtung die Nahinfrarotkamera NIRCam. Auch das Mid-Infrared Instrument MIRI, das bei größeren Wellenlängen arbeitet, wurde verwendet. Das zugehörige Bild findet sich unter suw.link/2311-SB1. Messier 57 ist ein Planetarischer Nebel. Diese kennzeichnen die Endphase von Sternen von rund einer Sonnenmasse bis etwa acht Sonnenmassen. Derartige Sterne sind zu massearm, um nach ihrer Zeit als Roter Riese in einer Supernova zu vergehen. Sie stoßen während der Riesenphase durch einen starken Sternwind große Anteile ihrer Masse in den umgebenden Weltraum ab, während sich der Sternkern nach dem Erlöschen der energieliefernden Kernfusionsreaktionen zu einem Weißen Zwerg zusammenzieht. Dieser hat etwa die Größe unserer Erde, kann aber bis zum anderthalbfachen der Sonnenmasse enthalten. Bei Messier 57 wird vermutet, dass sich der Nebel vor etwa 4000 Jahren gebildet hat.
Weiße Zwerge sind nach ihrer Entstehung extrem heiß und geben große Mengen an ultravioletter Strahlung ab. Sie regen dadurch die zuvor ausgestoßenen Gasmassen zum Aussenden von Strahlung im Infraroten, sichtbarem Licht und Ultravioletten an. Erst wenn sich der Planetarische Nebel über ein gewisses Maß ausgedehnt hat, reicht die Strahlung des Weißen Zwergs nicht mehr aus, das Gas anzuregen: Der Planetarische Nebel erlischt. Tatsächlich sind solche Erscheinungen vergleichsweise kurzlebig und existieren nur wenige 10000 Jahre. Das JWST-Bild erlaubt Einblicke in die Struktur des Ringnebels, insbesondere im unmittelbaren Umfeld des zentralen Weißen Zwergs, von dem uns 2600 Lichtjahre trennen. Sie lassen Rückschlüsse auf das Geschehen zu, als das Material vom Zentralstern ausgestoßen wurde. Das JWST nahm bei dieser Beobachtung nicht nur attraktive Bilder auf, sondern das Objekt wurde auch spektroskopisch untersucht. Somit lässt sich die chemische Zusammensetzung des Nebels ermitteln, was wiederum Rückschlüsse auf die Vorgänge in den äußeren Schichten des sterbenden Vorgängersterns ermöglicht. Unter anderem lassen sich so die Verteilungen der wichtigsten chemischen Elemente im Ringnebel bestimmen.
Planetarische Nebel können sehr vielfältige Formen und Farben aufweisen, nur sehr selten haben sie eine einfache kugelförmige Gestalt. Beim Ringnebel wird angenommen, dass der innere klare Bereich, der hier bläulich erscheint, annähernd zylinderförmig ist. Wie schauen sozusagen von oben auf den Zylinder und blicken seine Längsachse hinab. Die grünlichen Gasschwaden um den Innenbereich wurden vom sterbenden Stern zuvor ausgestoßen, die Gasfreisetzung erfolgte nicht gleichförmig, sondern in mehreren unterschiedlichen Schüben.
Der Ringnebel lässt sich recht einfach am Himmel auffinden, denn das Sternbild Leier wird durch die Wega, einem der hellsten Sterne am Himmel, markiert. Schräg unterhalb von Wega ist der rautenfömige Kasten der Leier. Etwa auf halbem Weg zwischen den beiden Sternen Gamma und Beta Lyrae am unteren Kastenrand befindet sich der Ringnebel, der sich als Fleckchen schon in einem kleinen Fernrohr zeigt.
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