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Welche Form hat der Helix Nebel?
18. Dezember 2004, Frank Erhardt. Ansichten können trügerisch sein, insbesondere wenn es sich um Objekte wie Galaxien und Nebel handelt. Diese Objekte befinden sich so weit entfernt, dass Astronomen ihre dreidimensionale Gestalt nicht sehen können.

Der Helix Nebel, aufgenommen vom Hubble Space Telescope (Quelle: Hubble)
Der Helix Nebel zum Beispiel ähnelt einem farbenfrohen Doughnut. Frühere Bilder dieses komplexen Objektes -- die gasförmige Hülle, der von einem sterbenden, sonnenähnlichen Stern ausgestoßen wurde -- erlaubten es den Astronomen nicht, seine komplexe Struktur präzise zu interpretieren. Eine mögliche Interpretation war, dass die Form des Helix Nebels einer schlangenförmigen Spule gleicht.

Nun hat ein Team von Astronomen unter Verwendung verschiedener Teleskope, unter ihnen auch das Hubble Space Telescope der NASA, festgestellt, dass die Struktur des Helix Nebels sogar noch verwirrender ist. Ihre Beweise deuten darauf hin, dass der Helix Nebel aus zwei gasförmigen Scheiben besteht, die fast senkrecht zueinander stehen.

Ein Team von Astronomen, geleitet von C. Robert O'Dell von der Vanderbilt University in Nashville, Tennessee., machte diese Entdeckung indem sie hochauflösende Bilder der Advanced Camera for Surveys vom Hubble Space Telescope, Bilder vom Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chile und Messungen von erdbasierten optischen sowie Radioteleskopen benutzten, die die Geschwindigkeit und Richtung des austretenden Materials des sterbenden Sterns zeigen. Der Helix Nebel, der der Erde am nächsten liegende planetarische Nebel, ist ein bevorzugtes Objekt von Amateur- und Profiastronomen. Astronomen hoffen, dass diese Entdeckung Informationen darüber liefert, wie abgestoßene Gashüllen von sterbenden Sternen, die unserer Sonne ähnlich sind, die komplexen Gestalten formen.

"Unsere neuen Beobachtungen zeigen, dass das bisherige Modell des Helix Nebels zu einfach war," sagt O'Dell. "Ungefähr vor einem Jahr dachten wir, das der Helix Nebel die Form eines Bagels hat, der in der Mitte gefüllt ist. Nun sehen wir, dass dieser gefüllte Bagel nur das innere des Objektes ist. Eine viel größere Scheibe, die einem breiten, flachen Ring ähnelt, umrundet den gefüllten Bagel. Diese Scheibe steht fast senkrecht zu dem Bagel. Die größere Scheibe ist auf einer Seite heller, weil sie dort auf interstellares Material trifft, während sich der gesamte Nebel durch das All bewegt, wie ein Boot, dass durch Wasser pflügt. Dieses Zusammentreffen komprimiert Gas und führt dazu, dass dieses Gebiet heller strahlt. Aber wir verstehen noch nicht, wie man eine solche Form erhält. Wenn wir erklären könnten, wie diese Form gebildet wurde, könnten wir die späten Stadien der meisten kollabierenden, gewöhnlichen Sterne erklären."

"Um sich die Geometrie des Helix Nebels vorzustellen," fügt der Astronom Peter McCullough vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, hinzu, "stellen Sie sich die Linse einer Brille vor, die in einem Winkel an die Kante des Gestells geschweißt wurde. Im Fall des Helix Nebels wäre es eine Überraschung eine Scheibe zu finden, die in einem Winkel zum Ring steht. Aber dies ist es, was wir in der Tat gefunden haben."

Eine weitere Überraschung ist es, dass der sterbende Stern Material in zwei ihn umgebende Scheiben abgegeben hat, anstelle von nur einer, von der wir bisher angenommen hatten, dass sie existiert. Jede Scheibe hat einen Nord- und einen Südpol, und Material wird entlang dieser Achsen abgegeben. "Wir haben nicht erwartet, dass der Helix Nebel mindestens zwei Symmetrieachsen hat," sagt O'Dell. "Wir dachten er hat nur eine. Dieses 2-Achsenmodell erlaubt es uns die komplexe Gestalt des Nebels zu verstehen."

Mit Hilfe der Daten entwarfen die Astronomen ein 3-dreidimensionales Modell, dass die zwei Scheiben zeigt. Dieses Modell ist wichtig um die komplizierte Struktur innerhalb des Nebels zu zeigen. Das Team produzierte auch ein Composite-Bild des Nebels, welches Beobachtungen von Hubble's Advanced Camera for Surveys und den Mosaik-Kameras der 4-Meter Teleskope am Cerro Tololo kombiniert. Der Helix Nebel ist so groß, dass das Team beide Teleskope benötigte um ein Gesamtbild zu machen. Hubble beobachtete die zentrale Region des Nebels; die Cerro Tololo Teleskope mit ihrem größeren Bildfeld beobachteten die äußeren Regionen.

Das Team ist sich aber immer noch nicht sicher, wie die Scheiben gebildet wurden, und warum sie fast senkrecht zueinander stehen. Eine Möglichkeit ist, dass der sterbende Stern einen nahen Begleiter hat. Röntgenuntersuchungen aus dem All liefern Beweise für die Existenz eines Begleitsterns. Eine Scheibe steht vielleicht senkrecht zur Drehachse des sterbenden Sterns, wohingegen die andere in der orbitalen Ebene der beiden Sterne liegt.

Die Astronomen glaube auch, dass die beiden Scheiben während zweier unterschiedlicher Epochen des Massenverlusts durch den sterbenden Stern gebildet wurden. Die innere Scheibe wurde vor etwa 6.600 Jahren gebildet; der äußere Ring vor etwa 12.000 Jahren. Die innere Scheibe dehnt sich etwas schneller aus als die äußere Scheibe. Warum hat der Stern zu zwei unterschiedlichen Zeiten Masse ausgeworfen, und eine Lücke von 6.000 Jahren hinterlassen? Zur Zeit kennt nur der Helix Nebel die Antwort darauf, sagen die Astronomen.

Der sonnenähnliche Stern, der den Helix Nebel formte, bildete ein wunderschönes Himmelsobjekt. Wird die Sonne solche Strukturen hervorbringen, wenn sie in 5 Milliarden Jahren stirbt? "Als einzelner Stern wird sie eine glühende Wolke aus abgestoßenem Material hervorrufen, aber ich würde nicht erwarten, dass diese eine solch komplexe Struktur haben wird wie der Helix Nebel," sagt McCullough.  
Übersetzung: Frank Erhardt Science@NASA Deutsche Version
Quelle: Hubble Pressemitteilung zur Startseite...
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