Augenzeugen beim Sternentod

Sie gleichen gewaltigen Katzenaugen, Hanteln oder bizarren Kunstwerken: Planetarische Nebel gehören zu den vielseitigsten und farbenprächtigsten Phänomenen im All. Warum diese von sterbenden Sternen ausgeschleuderten Gaswolken oft so ungewöhnliche Formen besitzen, war bisher weitestgehend unklar. Jetzt haben Astronomen einen sterbenden, sonnenähnlichen Stern quasi in flagranti ertappt – und so wertvolle Einblicke erhalten.

Planetarische Nebel entstehen aus Sternen mit einer ähnlichen Masse wie der Sonne. Wenn ein derartiger Stern stirbt, schleudert er seine Gashüllen nach außen, es bleibt ein heißer Kern, ein Weißer Zwerg. Die Strahlung, die von ihm ausgeht, ist so intensiv, dass sie das umgebende Gas zum Leuchten bringt. Ungeklärt war bislang, wie dieser Gasnebel seine bizarre Form erhält. Astronomen der Universität Bonn haben nun zusammen mit Kollegen aus Schweden und Australien eine mögliche Antwort gefunden.

Starkes Magnetfeld und schneller Jet

Für ihre Studie untersuchten die Wissenschaftler den 230.000 Lichtjahre entfernten Stern IRAS 15445-5449. Dieser ist momentan im Begriff, sich in einen planetarischen Nebel zu verwandeln. Bei ihren Beobachtungen machten die Astronomen eine überraschende Entdeckung: „In unseren Daten finden wir klare Anzeichen für einen Jet aus äußerst schnellen Gaspartikeln“, erläutert Andrés Pérez Sánchez, der momentan an der Universität Bonn promoviert. Ein Jet ist ein gerichteter Gasstrom, der vom Himmelskörper wegrast.

Der Jet von IRAS 15445-5449 ist extrem energiereich – die Partikel in ihm bewegen sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit. Es ist das erste Mal, dass ein solch energiereicher Jet bei einem alternden Stern von „nur“ der Größe der Sonne beobachtet wurde. Nach der Geschwindigkeit der Gaspartikel zu schließen, müssen gewaltige Kräfte am Werke sein: „Die Teilchen in dem Jet bewegen sich auf einer spiralförmigen Bahn durch ein äußerst starkes Magnetfeld“, erklärt Koautor Wouter Vlemmings vom Onsala-Observatorium in Schweden. Dieses Magnetfeld könnte nach Ansicht der Astronomen auch eine Schlüsselrolle für die bizarren, teilweise erstaunlich geometrischen Formen der Planetarischen Nebel sein.

Sturzgeburt im All

Der Jet bläst die Gasteilchen ins All, die später den planetarischen Nebel um den sterbenden Stern formen. „Es wird wahrscheinlich nur wenige hundert Jahre dauern, bis dieser Prozess abgeschlossen ist und der Nebel aufgrund der Reststrahlung des Sterns zu leuchten beginnt“, vermutet die australische Astronomin Jessica Chapman. Für Astronomen wäre das ein äußerst kurzer Zeitraum – eine wahre Sturzgeburt im All.

Ob auch unsere Sonne in vielen Milliarden Jahren in der Schönheit eines planetarischen Nebels sterben wird, wissen die Forscher bislang noch nicht. Denn es ist rätselhaft, wie ein relativ kleiner Himmelskörper wie die Sonne einen derart energiereichen Jet überhaupt bilden kann. „Möglicherweise hat IRAS 15445-5449 einen Begleiter, den wir mit unseren Teleskopen nicht sehen können“, spekuliert Andrés Pérez Sánchez. „Er könnte für die Entstehung des Jets verantwortlich sein.“

Die Wissenschaftler hoffen nun unter anderem auf das neue ALMA-Teleskop in den chilenischen Anden. Es könnte möglicherweise Licht ins Dunkel bringen. Andrés Pérez Sánchez: „Mit ALMA und zukünftigen Teleskopen wie dem geplanten Square Kilometer Array werden wir hoffentlich herausfinden können, welche Sterne solche Jets formen und wie sie dies machen.“ (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2013; doi: 10.1093/mnrasl/slt117)

(Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, 16.09.2013 – NPO)