Diese Bilder des planetarischen Nebels Abell 30 (A30) zeigen eine der besten Ansichten, die jemals von einer speziellen Phase in der Entwicklung dieser Objekte erstellt wurden. Das kleine Bild auf der rechten Seite ist eine Nahaufnahme von A30 und zeigt Röntgendaten des Chandra X-ray Observatory der NASA in violett und Daten des Hubble Space Telescope (HST) über optische Emissionen von Sauerstoffionen in orange. Links ist eine größere Ansicht mit optischen und Röntgendaten des Kitt Peak National Observatory, beziehungsweise des ESA-Teleskops XMM-Newton zu sehen. In diesem Bild zeigen die optischen Daten Emissionen von Sauerstoff (orange) und Wasserstoff (grün und blau), Röntgenemissionen sind violett dargestellt.
Ein planetarischer Nebel wird so genannt, weil er durch ein kleines Teleskop betrachtet wie ein Planet aussieht. Er bildet sich im späten Entwicklungsstadium eines sonnenähnlichen Sterns. Nachdem er mehrere Milliarden Jahre lang durch Kernfusion von Wasserstoff in Helium in seiner Zentralregion beständig Energie produziert hat, durchlebt der Stern eine Reihe von Energienotständen aufgrund des Wasserstoffmangels und der anschließenden Kontraktion des Kerns. Diese Notstände lassen den Stern um das Hundertfache aufblähen und zu einem Roten Riesen werden.
Schließlich wird die äußere Hülle des Roten Riesen abgestoßen und bewegt sich mit einer relativ ruhigen Geschwindigkeit von weniger als 160.000 Kilometern pro Stunde von dem Stern fort. Währenddessen verwandelt sich der Stern von einem kühlen Riesen in einen heißen, kompakten Stern, der intensive ultraviolette (UV) Strahlung und einen schnellen Partikelwind abgibt, welcher sich mit rund 9,6 Millionen Kilometern pro Stunde bewegt. Die Wechselwirkung der UV-Strahlung und der schnellen Winde mit der abgestoßenen Hülle des Roten Riesen erschafft den planetarischen Nebel, auf dem größeren Bild dargestellt durch die ausgedehnte kugelförmige Hülle.
In seltenen Fällen erhitzen nukleare Fusionsprozesse in der Region um den Kern des Sterns dessen äußere Hülle so sehr, dass er vorübergehend wieder zu einem Roten Riesen wird. Der Ablauf der Ereignisse – Abstoßen der Hülle, gefolgt von einem schnellen stellaren Wind – wird deutlich schneller wiederholt als zuvor und ein kleiner planetarischer Nebel entsteht innerhalb des ursprünglichen Nebels. Gewissermaßen wird der planetarische Nebel wiedergeboren.
Der ausgedehnte Nebel auf dem größeren Bild hat ein beobachtetes Alter von etwa 12.500 Jahren und wurde durch die anfänglichen Wechselwirkungen der schnellen und langsamen Winde gebildet. Das Kleeblattmuster aus Knoten auf den beiden Bildern entspricht kürzlich abgestoßenem Material. Diese Knoten wurden sehr viel später erzeugt, sie haben basierend auf HST-Beobachtungen ihrer Expansion ein Alter von etwa 850 Jahren.
Die diffusen Röntgenemissionen auf der größeren Aufnahme und um den Bereich der zentralen Quelle auf dem kleinen Bild werden durch Interaktionen zwischen den Sternwinden und den Knoten aus abgestoßenem Material erzeugt. Die Knoten werden durch diese Wechselwirkungen aufgeheizt und erodiert, was Röntgenemissionen produziert. Der Ursprung der punktartigen Röntgenemissionen von dem Zentralstern ist unbekannt.
Studien über A30 und andere planetarische Nebel helfen, unser Wissen über die Entwicklung sonnenähnlicher Sterne zu verbessern, wenn diese sich dem Ende ihres Lebens nähern. Die Röntgenemissionen offenbaren, wie das von Sternen verlorene Material in verschiedenen Entwicklungsstadien miteinander interagiert. Diese Beobachtungen von A30, der rund 5.500 Lichtjahre entfernt liegt, liefern ein Bild der harschen Umgebung, auf die das Sonnensystem in mehreren Milliarden Jahren zusteuert, wenn die starken Sternwinde und die energetische Strahlung der Sonne die Planeten zerstören werden, welche die vorherige Rote-Riesen-Phase der stellaren Entwicklung überstanden haben.
Die in A30 beobachteten Strukturen inspirierten ursprünglich die Theorie von wiedergeborenen planetarischen Nebeln und es sind nur drei andere Beispiele für dieses Phänomen bekannt. Eine neue Studie über A30 mit den oben erwähnten Observatorien wurde von einem internationalen Team aus Astronomen in der Astrophysical Journal-Ausgabe vom 20. August 2012 veröffentlicht.
Der Erstautor der Studie, die über diese Ergebnisse berichtet, ist Martín A. Guerrero vom Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) in Spanien. Die anderen Autoren sind N. Ruiz vom IAA-CSIC, W.-R. Hamann von der Universität Potsdam (Deutschland), Y.-H. Chu von der University of Illinois in Urbana (Illinois), H. Todt von der Universität Potsdam, D. Schönberner vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam, L. Oskinova von der Universität Potsdam, R. Gruendl, von der University of Illinois in Urbana, M. Steffen vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam, W. Blair von der Johns Hopkins University in Baltimore (Maryland) und J. Toalá vom IAA-CSIC.
Das Marshall Space Flight Center in Huntsville (Alabama) leitet das Chandra-Programm für das Science Mission Directorate in Washington. Das Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolliert Chandras Wissenschafts- und Flugoperationen von Cambridge (Massachusetts) aus.
Quelle: http://chandra.harvard.edu/photo/2012/a30/
(THK)
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