Was bei der Entstehung Planetarischer passiert und welche Eigenschaften die äußeren Bereiche dieses Nebels besitzen, konnte jetzt ein Astronomenteam mithilfe eines speziellen Spektrographen feststellen. Demnach steigert sich Ausstoß von Materie beim letzen Todeskampf des Ursprungssterns in der Schlussphase nochmal und gibt damit dem Planetarischen Nebel „Nahrung“.
Sterne, deren Masse für eine Supernova-Explosion nicht ausreicht, blasen zum Ende ihres Lebens den größten Teil ihrer Masse in einem kräftigen Sternenwind ab. Die mit Kohlenstoff und anderen schweren Elementen angereicherte Materie der abgeworfenen Sternenhülle verteilt sich um nahe gelegenen Weltraum und bildet einen planetarischen Nebel mit einem dichteren inneren Bereich und einer schwächeren Halo darum herum. In der hochenergetischen Strahlung des vom Stern übrig gebliebenen Weißen Zwerges leuchtet diese Gaswolke für kurze Zeit auf und macht den Nebel zu einer der farbigsten und schönsten Erscheinungen am Sternenhimmel.
Weil ein planetarischer Nebel meist nur wenige tausend Jahre am Himmel sichtbar bleibt, ist es für die Astronomen sehr schwer, sie genau zu untersuchen und Erkenntnisse über ihre Entstehung zu gewinnen. Besobnders die sehr leuchtschwachen Halos sind extrem schwer zu beobachten, zum Leidwesen der Astronomen, denn gerade sie enthalten reichhaltige Informationen über die physikalischen Charakteristiken des Materieabstoßes sterbender Sterne.
Spezial-Spektrograph hilft bei Halobeobachtung
Ein Team aus Wissenschaftlern des Astrophysikalischen Instituts Potsdam (AIP) unter der Leitung von Christer Sandin hat jetzt eine neue Methode eingesetzt, um die zweidimensionale Struktur von fünf ausgewählten planetarischen Nebeln unserer Galaxie zu untersuchen, den Nebel „Blauer Schneeball“ (NGC 7662), im Sternbild Andromeda, den weit entfernten planetarischen Nebel M 2-2, den Nebel „Polarissimus“ (IC 3568) im Sternbild Giraffe, den „Blinkenden Nebel“ (NGC 6826) im Sternbild Schwan und den „Eulennebel“ (NGC 3587) im Sternbild Großer Bär.
Die von den Astronomen eingesetzte Methode, als integrale Feldspektroskopie bezeichnet, ermöglicht es hunderte von Spektren zu gewinnen, die einen relativ großen Bereich des Sternenhimmels abdecken. Damit lassen sich auch ausgedehnter Himmelsobjekte wie beispielsweise planetarische Nebel, gut erfassen. Im Deutsch-Spanischen Astronomischen Zentrum (DSAZ) auf dem Calar Alto steht den Astronomen einer der leistungsfähigsten Feldspektrographen der Welt zur Verfügung, nämlich der Potsdam Multi-Aperture Spectrophotometer (PMAS), der am 3,5-m-Teleskop der Sternwarte montiert ist.
Taatsächlich gelang es dem Forscherteam mithilfe des PMAS, Rückschlüsse über die thermische Struktur von vier dieser Objekte in ihrer gesamten Ausdehnung zu ziehen, vom Zentralstern bis in die äußeren Regionen des Halos. In drei Fällen konnte ein abrupter Temperaturanstieg im inneren Bereich des Halos festgestellt werden. Sandin zufolge lässt sich das Erscheinen solcher heißen Halos „relativ gut als vorübergehendes Phänomen erklären, das entsteht, wenn das Halo ionisiert wird.“ Ihre Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Astronomy and Astrophysics“ erschienen.
Einblick in Geburt von Planetarischen Nebeln
Ein anderes bemerkenswertes Ergebnis der Studie besteht darin, dass es zum ersten Mal gelungen ist, den Verlauf des Massenverlustes in der Endphase der Sternentwicklung, der zur Bildung planetarischer Nebel führt, direkt zu messen. „Anders als andere Methoden zur Messung von Massenverlustraten basieren unsere Schätzungen unmittelbar auf der Gaskomponente des Sternenwindes“, erläutert Sandin. Die Untersuchungsergebnisse tragen zum tieferen Verständnis des zeitlichen Ablaufs der Massenverluste bei. Die Forscher konnten zeigen, dass „die Massenverlustrate im Laufe der letzten, sagen wir 10.000 Jahre des Prozesses um einen Faktor von vier bis sieben ansteigt.“
Das Forscherteam plant nun, die Untersuchung der letzten Phasen im Lebenszyklus von Sternen mit niedriger Masse fortzusetzen, und wird hierzu Beobachtungen von planetarischen Nebeln in den Magellanschen Wolken durchführen. Die Autoren knüpfen ambitionierte Erwartungen an ihre Arbeit: „Aus theoretischer Sicht werden die Ergebnisse unserer Studien eine Herausforderung sein, die Modellvorstellungen stellarer Winde zu verbessern.“
(Calar Alto Observatory – CAHA, 12.09.2008 – NPO)
