Webb enthüllt das bisher detailreichste Bild eines sterbenden Sterns

Das James-Webb-Welt­raum­te­le­skop der NASA/ESA/CSA hat dank sei­ner ein­zig­ar­ti­gen Beob­ach­tun­gen im mitt­le­ren Infra­rot das bis­her detail­lier­tes­te Bild des pla­ne­ta­ri­schen Nebels NGC 1514 auf­ge­nom­men. Das Bild von Webb hebt die Nuan­cen des Nebels her­vor, ins­be­son­de­re sei­ne „unschar­fen“ stau­bi­gen Rin­ge. Zwei Zen­tral­ster­ne, die in Webbs Bild als ein ein­zi­ger erschei­nen, haben die­se Sze­ne­rie über Jahr­tau­sen­de geformt – und wer­den sie auch noch vie­le wei­te­re Jahr­tau­sen­de prägen.

Gas und Staub, die von einem ster­ben­den Stern im Her­zen von NGC 1514 aus­ge­sto­ßen wur­den, wur­den Dank der Daten des James Webb Space Telescope im mitt­le­ren Infra­rot­be­reich voll­stän­dig scharf abge­bil­det. Sei­ne Rin­ge, die nur im Infra­rot­licht erkenn­bar sind, erschei­nen nun wie unschar­fe Klum­pen, die in ver­wor­re­nen Mus­tern ange­ord­net sind. Ein Netz­werk deut­li­che­rer Löcher in der Nähe der Zen­tral­ster­ne zeigt, wo schnel­le­res Mate­ri­al die Hül­le des Nebels durch­sto­ßen hat. Die Rin­ge um NGC 1514 wur­den bereits 2010 ent­deckt, doch nun ermög­licht Webb den Wis­sen­schaft­lern eine umfas­sen­de Unter­su­chung der tur­bu­len­ten Natur die­ses Nebels.

Die­se Sze­ne­rie hat sich seit min­des­tens 4.000 Jah­ren gebil­det – und wird sich über vie­le wei­te­re Jahr­tau­sen­de hin­weg wei­ter ver­än­dern. Im Zen­trum befin­den sich zwei Ster­ne, die in Webbs Beob­ach­tung als ein ein­zi­ger erschei­nen und durch leuch­ten­de Beu­gungs­spit­zen her­vor­ge­ho­ben wer­den. Die Ster­ne fol­gen einer engen, lang­ge­streck­ten neun­jäh­ri­gen Umlauf­bahn und sind in einen oran­ge­far­be­nen Staub­bo­gen gehüllt.

Einer die­ser Ster­ne, der einst um ein Viel­fa­ches mas­se­rei­cher als unse­re Son­ne war, spiel­te bei der Ent­ste­hung die­ses Bil­des die Haupt­rol­le. Nach­dem die äuße­ren Schich­ten des Sterns in den Welt­raum abge­sto­ßen wur­den, blieb nur sein hei­ßer, kom­pak­ter Kern übrig. Als Wei­ßer Zwerg­stern beschleu­nig­ten und schwäch­ten sich sei­ne Win­de gleich­zei­tig ab, was mög­li­cher­wei­se Mate­ri­al in dün­ne Scha­len auf­ge­wir­belt hat.

Sanduhrform

Webbs Beob­ach­tun­gen zei­gen, dass sich der Nebel in einem 60-Grad-Win­kel befin­det, wodurch er wie eine Dose aus­sieht, die aus­ge­gos­sen wird, aber es ist viel wahr­schein­li­cher, dass NGC 1514 die Form einer Sand­uhr mit abge­schnit­te­nen Enden hat. Ach­ten Sie oben links und unten rechts auf Andeu­tun­gen der schma­len Tail­le des Nebels, wo der Staub oran­ge­far­ben ist und fla­che V‑Formen bil­det. Als die­ser Stern sei­nen größ­ten Mate­ri­al­ver­lust erleb­te, könn­te der Beglei­ter dem Haupt­stern sehr nahe gekom­men sein, was zu die­sen unge­wöhn­li­chen For­men führ­te. Statt einer Kugel könn­ten durch die­se Wech­sel­wir­kung Rin­ge ent­stan­den sein.

Obwohl der Umriss von NGC 1514 am deut­lichs­ten erkenn­bar ist, besitzt die Sand­uhr auch „Sei­ten“, die Teil ihrer drei­di­men­sio­na­len Form sind. Ach­ten Sie auf die schwa­chen, halb­trans­pa­ren­ten oran­ge­far­be­nen Wol­ken zwi­schen den Rin­gen, die dem Nebel sein cha­rak­te­ris­ti­sches Aus­se­hen verleihen.

Ein Netzwerk aus schillernden Strukturen

Die bei­den Rin­ge des Nebels sind in Webbs Beob­ach­tun­gen ungleich­mä­ßig beleuch­tet und erschei­nen unten links und oben rechts dif­fu­ser. Sie wir­ken außer­dem ver­schwom­men oder struk­tu­riert. Wis­sen­schaft­ler ver­mu­ten, dass die Rin­ge haupt­säch­lich aus sehr klei­nen Staub­kör­nern bestehen, die sich im ultra­vio­let­ten Licht des Wei­ßen Zwerg­sterns so stark erhit­zen, dass sie von Webb detek­tiert wer­den kön­nen. Neben Staub hat das Tele­skop auch Sau­er­stoff in sei­nem klum­pig erschei­nen­den rosa Zen­trum ent­deckt, ins­be­son­de­re an den Rän­dern der Bla­sen oder Löcher.

NGC 1514 zeich­net sich auch durch die Abwe­sen­heit bestimm­ter Merk­ma­le aus. Koh­len­stoff und kom­ple­xe­re Ver­sio­nen davon, rauch­ähn­li­ches Mate­ri­al, das als poly­zy­kli­sche aro­ma­ti­sche Koh­len­was­ser­stof­fe bekannt sind, kom­men häu­fig in pla­ne­ta­ri­schen Nebeln vor. Bei­de wur­den in NGC 1514 nicht nach­ge­wie­sen. Kom­ple­xe­re Mole­kü­le hat­ten mög­li­cher­wei­se auf­grund der Umlauf­bahn der bei­den Zen­tral­ster­ne, die das aus­ge­sto­ße­ne Mate­ri­al durch­ein­an­der brach­ten, kei­ne Zeit, sich zu bil­den. Eine ein­fa­che­re Zusam­men­set­zung bedeu­tet auch, dass das Licht der bei­den Ster­ne viel wei­ter reicht, wes­halb wir die schwa­chen, wol­ken­ar­ti­gen Rin­ge sehen.

Was ist mit dem hell­blau­en Stern unten links, des­sen Beu­gungs­spit­zen etwas klei­ner sind als die der Zen­tral­ster­ne? Er ist nicht Teil die­ser Sze­ne. Tat­säch­lich liegt die­ser Stern näher zur Erde und befin­det sich im Vordergrund.

Die­ser pla­ne­ta­ri­sche Nebel wird seit Ende des 17. Jahr­hun­derts von Astro­no­men unter­sucht. Der Astro­nom Wil­helm Her­schel stell­te 1790 fest, dass NGC 1514 das ers­te Deep-Sky-Objekt war, das wirk­lich wol­kig erschien – er konn­te das, was er sah, nicht in ein­zel­ne Ster­ne inner­halb eines Stern­hau­fens auf­lö­sen, wie ande­re von ihm kata­lo­gi­sier­te Objek­te. Mit Webb ist unser Blick nun wesent­lich klarer.

NGC 1514 liegt im Stern­bild Stier, etwa 1.500 Licht­jah­re von der Erde entfernt.

Hintergrundinformationen

Webb ist das größ­te und leis­tungs­stärks­te Tele­skop, das jemals ins All geschos­sen wur­de. Im Rah­men eines inter­na­tio­na­len Koope­ra­ti­ons­ab­kom­mens hat die ESA den Start des Tele­skops mit der Trä­ger­ra­ke­te Aria­ne 5 durch­ge­führt. In Zusam­men­ar­beit mit ihren Part­nern war die ESA für die Ent­wick­lung und Qua­li­fi­zie­rung der Aria­ne-5-Anpas­sun­gen für die Webb-Mis­si­on sowie für die Beschaf­fung des Start­ser­vices durch Aria­nespace ver­ant­wort­lich. Die ESA stell­te auch den Arbeits­spek­tro­gra­phen NIR­Spec und 50 % des Instru­ments für das mitt­le­re Infra­rot (MIRI) zur Ver­fü­gung, das von einem Kon­sor­ti­um aus natio­nal finan­zier­ten euro­päi­schen Insti­tu­ten (dem MIRI Euro­pean Con­sor­ti­um) in Zusam­men­ar­beit mit dem JPL und der Uni­ver­si­tät von Ari­zo­na ent­wi­ckelt und gebaut wurde.

Webb ist eine inter­na­tio­na­le Part­ner­schaft zwi­schen der NASA, der ESA und der kana­di­schen Welt­raum­be­hör­de (CSA).

Bild­nach­weis: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Ada­mo (Uni­ver­si­tät Stock­holm) und das FEAST JWST-Team

Links

• Ver­öf­fent­li­chung auf der ESA-Website
• Ver­öf­fent­li­chung auf der STScI-Website
• Ver­öf­fent­li­chung auf der NASA-Website

Link zur ESA-Pres­se­mit­tei­lung weic2508