Neue, sehr hochauflösende (Falschfarben-)Bilder eines sterbenden Sterns IRAS16342-3814 (im Folgenden der Wasser-Fountain-Nebel) aufgenommen mit dem mit adaptiver Optik ausgestatteten Keck-II-Teleskop am WM Keck-Observatorium auf Mauna Kea, Hawaii, sind hilft Astronomen, das außergewöhnliche Sterben gewöhnlicher sonnenähnlicher Sterne zu verstehen. Diese Ergebnisse werden heute auf dem 205. Treffen der American Astronomical Society in San Diego, Kalifornien, von Raghvendra Sahai vom Jet Propulsion Laboratory (JPL), California Institute of Technology, Pasadena, vorgestellt; D. Le Mignant, R. D. Campbell, F. H. Chaffee vom W. M. Keck Observatory, Mauna Kea, Hawaii; und C. Sönchez Contreras vom California Institute of Technology.
Sonnenähnliche Sterne leuchten seit Milliarden von Jahren ruhig, sterben aber auf spektakuläre Weise und erzeugen in der relativ kurzen Zeit von etwa tausend Jahren oder weniger komplizierte und schöne gasförmige Hüllen um sie herum. Diese Leichentücher, Planetarische Nebel genannt, kommen in einer Vielzahl von schönen nicht-sphärischen Formen vor, die in auffallendem Kontrast zu den runden Formen ihrer Vorläufersterne stehen. Die Antwort auf die Frage, wie planetarische Nebel ihre vielfältigen Formen annehmen, ist den Astronomen lange entgangen.
Die hier gezeigten Bilder des Wasser-Fountain-Nebels (der in einer geschätzten Entfernung von 6500 Lichtjahren in Richtung Scorpius liegt) wurden mit der adaptiven Optik (AO)-Technik bei zwei nahen Infrarotwellenlängen (mit Filtern mit Zentrierung bei Wellenlängen von 2,1 und 3,8 Mikrometer). Die AO-Technik beseitigt den Unschärfeeffekt der Erdatmosphäre und ermöglicht es Astronomen, große bodengestützte Teleskope wie das W. M. Keck-Teleskop voll auszunutzen und wichtige Details zu enthüllen, die selbst den scharfen Augen des Hubble-Weltraumteleskops (HST) verborgen blieben. Die Bilder zeigen zwei Keulen, bei denen es sich um Hohlräume (jeweils etwa 2000 Astronomische Einheiten) in einer ausgedehnten Wolke aus Gas und Staub handelt, die vom Licht eines Zentralsterns beleuchtet werden, der zwischen den beiden Keulen liegt, aber hinter einem dichten , Staubspur, die die beiden Lappen trennt. Diese Nahinfrarot-AO-Bilder dringen viel tiefer als HST in die beiden Lappen des Wasser-Fountain-Nebels ein und zeigen eine bemerkenswerte korkenzieherförmige Struktur (markiert durch gestrichelte Linien), die anscheinend in die Lappenwände geätzt ist.
Laut dem JPL-Forschungswissenschaftler Dr. Sahai „ist die hier zu sehende Korkenzieherstruktur die sprichwörtliche Schrift auf der Wandsignatur eines darunterliegenden schnellen Materiestrahls, der seine Richtung regelmäßig geändert hat (Präzession genannt). Diese Bilder des Wasser-Fountain-Nebels zeigen somit direkte Beweise dafür, dass ein Jet aktiv einen bipolaren Nebel schnitzt, was unsere kürzlich aufgestellte Hypothese, dass die Formung der meisten planetarischen Nebel durch solche Jets erfolgt, eindeutig stützt.“
Die Entdeckung des Corskcrew-Musters, das aus einem präzedierenden Jet im Wasser-Fountain-Nebel resultiert, ist eine spannende Ergänzung unseres Wissens über Jets in sterbenden Sternen sowie astrophysikalische Jets im Allgemeinen. Es wird angenommen, dass die Jets in sterbenden Sternen nur für einen sehr kurzen Zeitraum (einige hundert Jahre) funktionieren. Es war im Allgemeinen sehr schwierig, direkte Beweise für diese Jet-ähnlichen Ausflüsse zu finden, da sie kompakt, nicht immer aktiv und vor dem hellen Nebelhintergrund schwer zu erkennen sind. Ein detaillierter Vergleich der Bilder des Wasser-Fountain-Nebels, die mit Filtern unterschiedlicher Farbe aufgenommen wurden, ermöglicht es den Wissenschaftlern, die physikalischen Eigenschaften des Nebels zu bestimmen. Neue AO-Bildgebung in einigen Jahren wird es Dr. Sahai und seinen Mitarbeitern ermöglichen, die physikalische Bewegung der Materie im Korkenziehermuster zu messen und den Nebelformungsprozess stark einzuschränken.
Wenn sonnenähnliche Sterne alt werden, werden sie kühler und röter, was ihre Größe und Energieabgabe enorm erhöht: Sie werden Rote Riesen genannt. Der größte Teil des Kohlenstoffs (der Grundlage des Lebens) und des Feinstaubs (entscheidende Bausteine von Sonnensystemen wie unserem) im Universum wird von roten Riesensternen hergestellt und verteilt. Präplanetare Nebel entstehen, wenn der Rote Riesenstern die meisten seiner äußeren Schichten ausgestoßen hat. Wenn der sehr heiße Kern (sechs oder mehr heißer als die Sonne) weiter exponiert wird, wird die Wolke aus ausgestoßenem Material in ultraviolettes Licht getaucht und lässt sie leuchten; das Objekt wird dann planetarischer Nebel genannt.
Originalquelle: Keck Pressemitteilung