Hubble fängt beispielloses Ausbleichen des Rochennebels ein – “Das ist sehr, sehr dramatisch und sehr seltsam”.

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Bilder aus 20 Jahren enthüllen verschwindenden Nebel

Große Dinge brauchen Zeit. Das ist wahr, wenn es um viele Prozesse im Universum geht. Beispielsweise dauert es Millionen von Jahren, bis sich Sterne – die Bausteine des Universums – bilden. Dann dauern viele Sterne Milliarden von Jahren, bevor sie sterben und beginnen, Gasschalen auszustoßen, die gegen die Weite des Weltraums glühen – das, was wir Nebel nennen. Es kann äußerst selten sein, einige dieser Prozesse in Echtzeit zu erfassen.

Zu unserem Glück scheint es, als ob der Stachelrochennebel, Hen 3-1357, dazu bestimmt war, sich von Anfang an von der Masse abzuheben. Er wurde 1998 als der jüngste bekannte Planetarische Nebel bezeichnet, nachdem Hubble einen seltenen Blick auf die letzten Lebensphasen des Zentralsterns erhaschte. Jetzt, zwanzig Jahre nach seiner ersten Momentaufnahme, erregt der Stingray-Nebel aus einem ganz anderen Grund wieder die Aufmerksamkeit der Astronomen.

Bilder aus dem Jahr 2016 zeigen einen Nebel, der in den letzten zwei Jahrzehnten drastisch verblasst ist. Zudem haben sich die Gashüllen, die den Zentralstern umgaben, verändert und sind nicht mehr so klar wie früher. Veränderungen wie diese wurden in dieser Klarheit noch nie zuvor eingefangen.

Astronomen haben einen seltenen Blick auf eine schnell verblassende Gashülle um einen alternden Stern geworfen. Archivdaten des Hubble-Weltraumteleskops der NASA zeigen, dass der Nebel Hen 3-1357, der den Spitznamen Stingray-Nebel trägt, in den letzten zwei Jahrzehnten stark verblasst ist. Es ist äußerst selten, Zeuge einer so raschen Veränderungsrate in einem planetarischen Nebel zu werden, sagen Forscher.

Die von Hubble im Jahr 2016 aufgenommenen Bilder zeigen im Vergleich zu den Hubble-Bildern aus dem Jahr 1996 einen Nebel, der drastisch an Helligkeit verloren und seine Form verändert hat. Hellblau fluoreszierende Ranken und Gasfäden in der Mitte des Nebels sind praktisch verschwunden, und die welligen Ränder, die diesem Nebel seinen aquatisch anmutenden Namen verliehen haben, sind praktisch verschwunden. Der junge Nebel taucht nicht mehr vor dem schwarzen samtigen Hintergrund des riesigen Universums auf.

“Das ist sehr, sehr dramatisch und sehr seltsam”, sagte Teammitglied Martín A. Guerrero vom Instituto de Astrofísica de Andalucía in Granada, Spanien. “Was wir hier sehen, ist die Entwicklung eines Nebels in Echtzeit. In einer Zeitspanne von mehreren Jahren sehen wir Schwankungen im Nebel. Das haben wir noch nie mit der Klarheit gesehen, die wir mit dieser Sichtweise erhalten.”

Die Forscher entdeckten beispiellose Veränderungen im Licht, das von glühendem Stickstoff, Wasserstoff und Sauerstoff ausgesandt wird, die vom sterbenden Stern im Zentrum des Nebels abgesprengt werden. Insbesondere die Sauerstoffemission nahm zwischen 1996 und 2016 um fast den Faktor 1.000 an Helligkeit ab.

“Veränderungen in Nebeln hat es schon früher gegeben, aber was wir hier haben, sind Veränderungen in der grundlegenden Struktur des Nebels”, sagte Bruce Balick von der University of Washington Seattle, Leiter der neuen Forschung. “In den meisten Studien wird der Nebel gewöhnlich größer. Hier ändert er seine Form grundlegend und wird schwächer, und das in einem noch nie dagewesenen Zeitrahmen. Außerdem wird er zu unserer Überraschung nicht größer. Der einst helle innere elliptische Ring scheint sogar zu schrumpfen, während er verblasst”.

Bodengestützte Beobachtungen anderer planetarischer Nebel haben Hinweise auf Helligkeitsänderungen im Laufe der Zeit ergeben, aber diese Spekulationen haben sich bis jetzt nicht bestätigt. Nur Hubble kann die Strukturänderungen in diesem winzigen Nebel auflösen. Die neue Arbeit untersucht jedes Bild des Stingray-Nebels aus den Hubble-Archiven.

“Aufgrund der optischen Stabilität von Hubble sind wir sehr, sehr zuversichtlich, dass sich die Helligkeit dieses Nebels mit der Zeit ändert”, fügte Guerrero hinzu. “Dies kann nur durch die Sehschärfe von Hubble bestätigt werden”.

Die Forscher stellen fest, dass die schnellen Veränderungen des Nebels eine Reaktion auf seinen Zentralstern SAO 244567 sind, der sich aufgrund eines Temperaturabfalls ausdehnt und seinerseits weniger ionisierende Strahlung aussendet.

Eine 2016 von Nicole Reindl, jetzt von der Universität Potsdam, Deutschland, und einem internationalen Forscherteam durchgeführte Studie, die ebenfalls Hubble-Daten verwendet, stellte fest, dass der Stern im Zentrum des Stachelrochennebels, SAO 244567, eine Besonderheit für sich darstellt.

Beobachtungen aus den Jahren 1971 bis 2002 zeigten, dass die Temperatur des Sterns von weniger als 40.000 auf 108.000 Grad Fahrenheit emporschnellte, mehr als zehnmal so heiß wie die Oberfläche unserer Sonne. Nun haben Reindl und ihr Forschungsteam gezeigt, dass SAO 245567 abkühlt. Reindl vermutet, dass der Temperatursprung durch einen kurzen Blitz einer Heliumfusion verursacht wurde, die in einer Hülle um den Kern des Zentralsterns stattfand. Kürzlich scheint der Stern in sein frühes Stadium der Sternentwicklung zurückzukehren.

“Wir haben großes Glück, ihn gerade in diesem Moment zu beobachten”, sagte Reindl. “Während eines solchen Heliumhüllenblitzes entwickelt er sich sehr schnell, und das impliziert kurze Evolutionszeiträume, so dass wir normalerweise nicht sehen können, wie sich diese Sterne entwickeln. Wir waren nur zufällig zur richtigen Zeit da, um das zu beobachten”.

Das Team, das das rasche Verblassen des Stingray-Nebels untersucht, kann zu diesem Zeitpunkt nur spekulieren, was die Zukunft dieses jungen Nebels bringen wird. Bei seinen derzeitigen Verblassungsraten wird der Nebel schätzungsweise

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