Das James Webb-Weltraumteleskop enthüllt den Ringnebel in exquisiten Details

„Wir erleben die letzten Kapitel im Leben eines Sterns, eine Vorschau auf die ferne Zukunft der Sonne.“

Das James-Webb-Weltraumteleskop hat den Ringnebel als leuchtendes grün-violettes Auge abgebildet und präsentiert das bekannte astronomische Objekt in einem völlig neuen Licht.

Abgesehen von seinem atemberaubenden ästhetischen Wert zeigen die Bilder des James Webb Space Telescope (JWST) den Ringnebel, auch bekannt als Messier 57 (M57), der etwa 2.200 Lichtjahre entfernt ist, in komplizierten Details, die selbst damit vertraute Astronomen überraschen werden das Objekt.

Der im Sternbild Leier gelegene Ringnebel ist ein beliebtes Ziel für Weltraumbegeisterte, da sein donutförmiger Ring aus leuchtendem Gas und Staub den ganzen Sommer über sogar mit kleinen Hinterhofteleskopen sichtbar ist.

„Ich habe den Ringnebel zum ersten Mal als Kind durch ein kleines Teleskop gesehen“, sagte Jan Cami, Astrophysiker der Western University und Kernmitglied des JWST Ring Nebula Imaging Project, in einer Erklärung. „Ich hätte nie gedacht, dass ich eines Tages Teil des Teams sein würde, das das leistungsstärkste jemals gebaute Weltraumteleskop der Welt nutzen würde, um dieses Objekt zu untersuchen.“

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Der Ringnebel ist der leuchtende Überrest eines längst erloschenen Sterns, einer Klasse astronomischer Objekte namens „Planetarischer Nebel“, der verwirrenderweise nichts mit Planeten zu tun hat. In seinem Herzen befindet sich ein weißer Fleck, der einen Weißen Zwerg darstellt – das, was vom Kern dieses ausgestorbenen Sternkörpers übrig geblieben ist.

M57 oder der Ringnebel ist für Astronomen besonders faszinierend, weil er nicht nur nah genug ist, um sogar mit Amateurteleskopen beobachtet zu werden, sondern weil der planetarische Nebel von unserem Standpunkt im Sonnensystem aus so geneigt ist, dass er von vorne betrachtet werden kann . Das bedeutet, dass die Beobachtung des Ringnebels mit Weltraumteleskopen Astronomen die Möglichkeit bietet, zu sehen, was im planetarischen Nebel vor sich geht, und Aufschluss über Leben und Tod von Sternen zu geben.

„Das James Webb-Weltraumteleskop hat uns einen außergewöhnlichen Blick auf den Ringnebel ermöglicht, den wir noch nie zuvor gesehen haben“, sagte Mike Barlow, Professor am University College London und Co-Leiter des JWST Ring Nebula Imaging Project. „Die hochauflösenden Bilder zeigen nicht nur die komplizierten Details der sich ausdehnenden Hülle des Nebels, sondern zeigen auch die innere Region um den zentralen Weißen Zwerg in exquisiter Klarheit.“

Wenn Sterne ähnlicher Größe wie die Sonne ihren Brennstoff für die Kernfusion erschöpfen, können sie sich nicht mehr gegen die nach innen gerichtete Kraft ihrer eigenen Schwerkraft behaupten, wodurch der Balanceakt beendet wird, der den Stern Milliarden von Jahren lang stabil gehalten hat.

Wenn der Kern kollabiert, werden die äußeren Schichten des Sterns, in denen noch immer die Kernfusion stattfindet, nach außen geschleudert. Dies führt zunächst dazu, dass der Stern zu einem Roten Riesen anschwillt, eine Phase, die die Sonne in etwa 5 Milliarden Jahren durchlaufen wird, wenn sie sich auf etwa die Umlaufbahn des Mars ausdehnt und die inneren Planeten, einschließlich der Erde, verschlingt.

Diese äußere Materialhülle kühlt schließlich ab und zerstreut sich, um eine Vielzahl unterschiedlicher Formen zu bilden, darunter zarte Wolken, sich ausdehnende Blasen oder ringförmige Nebel wie M57. Welche Form ein planetarischer Nebel annehmen wird, hängt von den komplexen physikalischen Prozessen ab, die in ihm ablaufen, Prozesse, die Wissenschaftler immer noch nicht vollständig verstehen.

Das bedeutet, dass Beobachtungen dieses Systems uns einen Eindruck davon vermitteln, wie das Sonnensystem in Milliarden von Jahren aussehen könnte.

„Wir erleben die letzten Kapitel im Leben eines Sterns, sozusagen eine Vorschau auf die ferne Zukunft der Sonne, und die Beobachtungen des JWST haben ein neues Fenster zum Verständnis dieser beeindruckenden kosmischen Ereignisse geöffnet“, erklärte Barlow. „Wir können den Ringnebel als unser Labor nutzen, um zu untersuchen, wie planetarische Nebel entstehen und sich entwickeln.“

Astronomen können auch Informationen über die chemischen Prozesse im planetarischen Nebel gewinnen, indem sie die Farben analysieren, die sein Gas und sein Staub abgeben, wenn die Sterne in ihren Zentren ihn mit Strahlung bestrahlen.

„Die Struktur in diesem Objekt ist unglaublich und man kann sich vorstellen, dass das alles von nur einem sterbenden Stern geschaffen wurde“, sagte Els Peeters, Astrophysiker an der Western University. „Über den morphologischen Schatz hinaus gibt es in diesen Beobachtungen auch viele Informationen über die chemische Zusammensetzung des Gases und Staubs. Wir haben in diesem Objekt sogar große kohlenstoffhaltige Moleküle gefunden, und wir haben keine klare Vorstellung davon, wie sie dorthin gelangt sind. Bislang.“

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Das Material in planetarischen Nebeln wie M57 ist mit den schweren Elementen angereichert, die während des Lebens des toten Sterns, der ihn erzeugt hat, entstehen. Letztendlich wird ein Großteil dieser Materie in riesige Gas- und Staubwolken, sogenannte interstellare Wolken, eingebunden. Wenn dichte Teile dieser Wolken unter ihrer eigenen Schwerkraft kondensieren und kollabieren, bringen sie neue Sterne hervor, die das Material ihrer Vorgängersterne enthalten. Das bedeutet, dass Objekte wie der Ringnebel eine Geschichte über das Leben und Sterben von Sternen erzählen können.

„Diese Bilder haben mehr als nur einen ästhetischen Reiz; sie liefern eine Fülle wissenschaftlicher Einblicke in die Prozesse der Sternentwicklung“, sagte Nick Cox, einer der leitenden Wissenschaftler des JWST Ring Nebula Imaging Project. „Durch die Untersuchung des Ringnebels mit JWST hoffen wir, ein tieferes Verständnis der Lebenszyklen von Sternen und der Elemente zu erlangen, die sie in den Kosmos freisetzen.“

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Robert Lea ist ein Wissenschaftsjournalist im Vereinigten Königreich, dessen Artikel in Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space, Newsweek und ZME Science veröffentlicht wurden. Er schreibt außerdem über Wissenschaftskommunikation für Elsevier und das European Journal of Physics. Rob hat einen Bachelor of Science in Physik und Astronomie von der britischen Open University. Folgen Sie ihm auf Twitter @sciencef1rst.

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