Löwennebel: Die NASA hält beispiellose Details vom Todeskampf eines Sterns fest

    Das James-Webb-Weltraumteleskop hat den Löwennebel erneut beobachtet und dabei Strukturen aus Staub und ionisiertem Gas sichtbar gemacht, die ein besseres Verständnis der letzten Lebensphase eines Sterns ermöglichen.

    Die Überreste des Zentralsterns sind für die Struktur des Nebels verantwortlich, zu der eine Blase aus ionisiertem Gas in Form eines Löwengesichts und eine „Mähne“ aus Staub gehören. Bildquelle: NASA, ESA, CSA, STScI
    Die Überreste des Zentralsterns sind für die Struktur des Nebels verantwortlich, zu der eine Blase aus ionisiertem Gas in Form eines Löwengesichts und eine „Mähne“ aus Staub gehören. Bildquelle: NASA, ESA, CSA, STScI

    Einige tausend Lichtjahre von der Erde entfernt verändert ein sterbender Stern weiterhin langsam seine Umgebung. Nun hat das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA den Löwennebel, offiziell bekannt als NGC 2392, so detailliert abgebildet, dass Strukturen sichtbar werden, die bis vor kurzem noch verborgen blieben.

    Der Nebel war bereits im Jahr 2000 vom Hubble-Weltraumteleskop beobachtet worden. Dieses im sichtbaren Licht aufgenommene Bild zeigte zum ersten Mal deutlich seine charakteristische Form, die einem Löwengesicht ähnelt und von einer Art Mähne umgeben ist, die aus diffusen, kometenschweifartigen Strukturen besteht.

    Mehr als zwei Jahrzehnte später richtete Webb sein Infrarotauge auf dieses Objekt. Die Beobachtungen wurden mit zwei seiner Instrumente, NIRCam und MIRI, durchgeführt, wodurch die Wissenschaftler die komplexen Wechselwirkungen zwischen Gas, Staub und den Überresten des Zentralsterns genauer untersuchen konnten.

    Auf den ersten Blick mag die Gesamtstruktur ähnlich aussehen wie auf den Aufnahmen des Hubble-Teleskops. Infrarotbeobachtungen offenbaren jedoch eine Fülle zusätzlicher Details. Dazu gehören kleine, kompakte Staubklumpen und ausgedehnte Bereiche ionisierten Gases, die den Wissenschaftlern helfen, die Entwicklung des Nebels nachzuvollziehen.

    Der Tod eines Sterns hat den Nebel geformt

    Der Ursprung dieses spektakulären Gebildes liegt genau im Zentrum des „Gesichts“: die extrem heißen Überreste eines Sterns, der das Ende seines Lebens erreicht hat.

    Im Gegensatz zu sehr massereichen Sternen, die ihr Leben in gewaltigen Supernova-Explosionen beenden, nehmen Sterne mit geringerer Masse einen anderen Weg. Wenn sie die Kernreaktionen, die sie am Leben erhalten, nicht mehr aufrechterhalten können, werden sie instabil und beginnen zu pulsieren.

    In dieser Phase stoßen sie nach und nach ihre äußeren Schichten ab. Das ausgestoßene Material sammelt sich um den Kern herum an und bildet eine Hülle aus Gas und Staub, die Astronomen als planetarischen Nebel bezeichnen.

    Das Bild des planetarischen Nebels NGC 2392 im mittleren Infrarotbereich zeigt dessen vielfältige Staubstrukturen. Ein Teil des Staubs wird durch die Strahlung des sterbenden Zentralsterns zerstört, während einige Staubfäden überleben. Bildquelle: NASA, ESA, CSA, STScI
    Das Bild des planetarischen Nebels NGC 2392 im mittleren Infrarotbereich zeigt dessen vielfältige Staubstrukturen. Ein Teil des Staubs wird durch die Strahlung des sterbenden Zentralsterns zerstört, während einige Staubfäden überleben. Bildquelle: NASA, ESA, CSA, STScI

    Die Strahlung des sterbenden Sterns wirkt weiterhin auf dieses Material ein und drückt es nach außen in den Weltraum. Gleichzeitig legt sich der Sternkern frei und verwandelt sich in einen extrem heißen und dichten Weißen Zwerg.

    In NGC 2392 fungiert dieser Weiße Zwerg als eine Art zentraler Motor. Seine intensive Strahlung ionisiert das umgebende Gas und bildet eine riesige Blase, die sich im Laufe der Zeit ausdehnt und einen Teil des Staubs auf ihrem Weg zerstört.

    Eine „Mähne“ aus Staub

    Eines der auffälligsten Details auf den James-Webb-Aufnahmen ist genau jene Struktur, die dem Nebel sein löwenähnliches Aussehen verleiht.

    Die sogenannte „Mähne“ entspricht dem Inneren einer Staubhülle, die von der Strahlung des Weißen Zwergs beleuchtet wird. Darin befinden sich kleine Materialklumpen, die Kometenschweifen ähneln.

    Diese Staubfragmente sind besonders interessant, da es einigen von ihnen gelungen ist, der intensiven Strahlung aus dem Sternkern standzuhalten. Dabei wirken sie wie kleine Schutzstrukturen, wodurch das Material hinter ihnen relativ unversehrt bleibt.

    Auch die komplexe Anordnung von Ringen und Gasschichten wirft Fragen auf. Astronomen versuchen nach wie vor zu verstehen, warum planetarische Nebel in den letzten Phasen der Entwicklung ihrer Muttersterne solch komplizierte Strukturen bilden.

    Ein kosmisches Spektakel mit Verfallsdatum

    Das von Webb aufgenommene Bild liefert eine Art Momentaufnahme eines Prozesses, der sich noch immer vollzieht. Das Gas und der Staub von NGC 2392 entfernen sich weiterhin vom Sternkern, während die Strahlung des Weißen Zwergs den Nebel ständig neu formt.

    Doch diese kosmische Landschaft wird nicht ewig bestehen bleiben. Astronomen schätzen, dass sich der Löwennebel innerhalb von etwa 10.000 Jahren schließlich auflösen wird. Auch wenn dies aus menschlicher Sicht wie eine Ewigkeit erscheinen mag, ist es auf einer astronomischen Zeitskala ein äußerst kurzer Zeitraum.

    Webbs neue Beobachtungen ermöglichen es, eine der letzten Phasen der Sternentwicklung in bemerkenswerter Detailgenauigkeit zu untersuchen und zu erkennen, wie der Tod eines Sterns den Raum um ihn herum verändert. Gleichzeitig machen sie deutlich, dass selbst die spektakulärsten Strukturen im Universum dynamische Phänomene sind, die dazu bestimmt sind, sich zu verändern und schließlich zu verschwinden.