Der Schmetterlingsnebel (links) und der Schildwanzennebel (rechts) stellen die Astronomie vor viele Rätsel. Bildrechte: NASA, ESA, and J. Kastner (RIT)

Planetare Nebel Neue Hubble-Bilder von "Schmetterling" und "Schildwanze"

22. Juni 2020, 08:53 Uhr

Mit dem Weltraumteleskop Hubble haben Astronomen neue Bilder der beiden Nebel "Schmetterling" und "Schildwanze" aufgenommen. Hinter den Phänomen steckt das Feuerwerk mehrerer Sterne.

Der Name "Planetare Nebel" täuscht – denn die so bezeichneten Phänomene in der Astronomie haben eigentlich nichts mit Planeten zu tun. Aber weil ihre äußere Form in den Teleskopen früherer Astronomen rund aussah, wie die Planeten in unserem Sonnensystem, bekamen sie ihren Namen. Tatsächlich handelt es sich bei planetaren Nebeln oft um Gase und Staubmassen, die von Sternen ins All geschleudert wurden, die am Ende ihres Lebens stehen.

Nebel verändern sich mit rasender Geschwindigkeit

Forscher haben jetzt neue Fotos der beiden planetaren Nebel NGC 6302 (Spitzname Schmetterlingsnebel) und NGC 7027 (Spitzname Schildwanze) veröffentlich, die mit dem Hubble Weltraumteleskop gemacht wurden. Die Bilder sind dabei nicht nur hübsch anzusehen. Sie ermöglichen Astronomen auch tiefere Einblicke in das Feuerwerk, das die Sterne im Zentrum der beiden Wolken veranstalten.

Dieses Bild des NASA/ESA-Hubble-Weltraumteleskops zeigt NGC 6302, allgemein bekannt als der Schmetterlingsnebel. NGC 6302 liegt innerhalb der Milchstraße, etwa 3.800 Lichtjahre entfernt im Sternbild Skorpion. Das glühende Gas stammt aus den äußeren Schichten eines Sterns und wurde vermutlich in den vergangenen 2.200 Jahren abgestoßen. Die Form des Schmetterlings erstreckt sich über mehr als zwei Lichtjahre. Neue Beobachtungen zeigen eine nie dagewesene Komplexität und schnelle Veränderungen der Jets und Gasblasen im Zentrum des Nebels. Bildrechte: NASA, ESA, and J. Kastner (RIT)

Beide Nebel sind eigentlich alte Bekannte in der Astronomie. Allerdings verändern sie sich nach kosmischen Maßstäben mit rasender Geschwindigkeit, wodurch sie interessant für wiederholte Beobachtungen werden. Für die neuesten Aufnahmen nutzten die Forscher die Wide Field Camera 3 von Hubble und machten so erstmals Bilder mit dem vollen Lichtspektrum vom ultravioletten bis in den infraroten Bereich.

Befinden sich sterbende Doppelsternsysteme im Zentrum beider Nebel?

Im Vergleich mit nur wenige Jahrzehnte alten Aufnahmen zeige sich, wie schnell die Nebel auseinander reißen, heißt es in einer Meldung der Europäischen Weltraumagentur esa. Die Astronomen interessieren sich vor allem für die Abfolge verschiedener Schockwellen in den Bildern. Deren Ursprung liegt vermutlich im Zusammenstoß extrem schneller solarer Winde mit langsamer fließenden Gasmassen. So entstehen Blasen mit scheinbar klar definierten Grenzen.

Die Wissenschaftler vermuten, dass sich Doppelsternsysteme im Zentrum der beiden Nebel befinden. Einer Theorie zufolge bildet sich um beide Sterne herum eine Gasscheibe, deren Magnetfeld Jets mit heißem Material erzeugt, die wiederum die Blase mit Materie aufpusten. Eine andere Theorie geht davon aus, dass hier kleinere Sterne mit einem größeren, roten Riesen verschmelzen. Die Jets würden dann durch die gemeinsame Gashülle formiert. In beiden Fällen steigen die Auswürfe an den jeweils gegenüberliegenden Polen des Systems auf und erzeugen so eine sichtbare Symmetrie.

Dieses Bild des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble Space Telescope zeigt NGC 7027, den "Schildwanzen"-Nebel. Über mehrere Jahrhunderte hinweg ist hier Materie in ruhigen, kugelsymmetrischen oder vielleicht spiralförmigen Mustern abgestoßen worden - bis vor relativ kurzer Zeit plötzlich ein neues Kleeblattmuster entstanden ist. Etwas im Zentrum müsse "durchgedreht" sein, vermutet ein Astronom. Bildrechte: NASA, ESA, and J. Kastner (RIT)

Eisenauswurf sonst nur nach Supernova-Explosionen oder bei Schwarzen Löchern

Beim Schmetterlingsnebel zeigt sich im infraroten Licht eine spezifische S-förmige Struktur, die auf ionisierte Eisenatome hinweist. Dieser Ausstoß von Eisen weist auf den Zusammenprall von schnellen und langsamen solaren Winden hin. Solche Phänomene werden laut den Forschern vor allem bei supermassiven Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien und nach Supernova-Explosionen beobachtet. Für planetare Nebel sei das sehr selten, sagt Astronom Bruce Balick von der Universität in Seattle. Bei der Schildwanze wiederum wurde Material über sehr lange Zeit mit konstant langsamer Geschwindigkeit abgestoßen, bis vor kurzem. "Dann ist plötzlich in der Mitte etwas durchgedreht und hat ein neues Kleeblattmuster erzeugt, bei dem Kugeln aus Materie in verschiedene Richtungen geschossen wurden", sagt Joel Kaster vom Rochester Institut für Technologie.