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Im Mai erhebt sich der „Wolf“ und streift nach Mitternacht am Himmel. Lupus war eine der 48 ursprünglichen Konstellationen, die vom Astronomen Ptolemäus des ersten Jahrhunderts aufgelistet wurden, und an seiner westlichen Grenze befindet sich ein planetarischer Wolf-Rayet-Nebel – IC 4406 – der einige der heißesten Sterne enthält, die es gibt. Was genau lag in dieser 1900 Lichtjahre entfernten torusförmigen Staubwolke? Dann lassen Sie uns diese dimensionale Hubble-Visualisierung von Jukka Metsavanio wirklich betreten und einen genaueren Blick darauf werfen…
Wann immer wir eine dimensionale Visualisierung präsentieren, geschieht dies auf zwei Arten. Die erste heißt „Parallel Vision“ und ähnelt einem magischen Augenpuzzle. Wenn Sie das Bild in voller Größe öffnen und Ihre Augen den richtigen Abstand zum Bildschirm haben, scheinen die Bilder zu verschmelzen und einen 3D-Effekt zu erzeugen. Für manche Leute funktioniert dies jedoch nicht gut – daher hat Jukka auch die 'Cross-Version' erstellt, bei der Sie einfach die Augen kreuzen und die Bilder verschmelzen, wodurch ein zentrales Bild entsteht, das 3D erscheint. Als wir vor einiger Zeit gelernt , es funktioniert vielleicht nicht immer für alle Leute, aber es gibt ein paar andere Tricks, die Sie ausprobieren können. Jetzt lehnen Sie sich zurück und bereiten Sie sich darauf vor, umgehauen zu werden…
IC 4406 Kreuz von JP Metsavainio
Die rechteckige Erscheinung des planetarischen Nebels, IC 4406, ist kein so großes Mysterium. Wir wissen aus der Betrachtung einer großen Anzahl von Objekten, dass unser Blickwinkel beeinflusst, wie wir die Dinge sehen, und wir stellen fest, dass wir diese unglaubliche Struktur fast in der Äquatorebene sehen. Astronomen glauben, dass der gesamte Nebel wie ein gestrecktes Sphäroid geformt ist – bei dem der polare Durchmesser größer ist als der äquatoriale Durchmesser. Warum eine so ungewöhnliche Form? Sehr wahrscheinlich, weil angenommen wird, dass IC 4406 bipolar ist. Nein. Es wird Sie nicht ausflippen ... Es bedeutet einfach, dass dieser planetarische Nebel ein axialsymmetrisches, zweilappiges Aussehen hat. Dies mag der Anfang oder das Ende der Evolutionsstufen aller planetarischen Nebel sein – aber es hat seine Macken.
Während die Funktion, die diese Struktur formt, Astronomen nicht genau klar ist, glauben viele, dass sie zu dem physikalischen Prozess gehören könnte, der als bipolarer Ausfluss bekannt ist – kontinuierliche hochenergetische Gasströme, die von den Polen eines Sterns ausgehen. Welche Arten von Sternen? Auch hier ist es nicht immer klar. Bipolarer Ausfluss kann bei Protosternen auftreten, bei denen ein dichter, konzentrierter Strahl eine Überschallstoßfront erzeugt. Weiter entwickelte junge Sterne, wie T-Tauri-Typen, erzeugen auch bei optischen Wellenlängen sichtbare Bogenschocks, die wir als Herbig-Haro-Objekte bezeichnen. Entwickelte Sterne produzieren kugelsymmetrische Winde (so genannte Post-AGB-Winde), die in Kegel fokussiert werden und schließlich zu klassischen planetarischen Nebelstrukturen werden. Es gibt sogar Spekulationen, dass diese Ausflüsse mit interstellarem Staub, der den Stern umgibt, oder Supernova-Überresten aufprallen könnten. Aber… was genau verursacht diese schönen Strukturen, die wir im Inneren sehen?
Laut C.R. O’Dell: „Diese Progression beginnt mit dunklen Tangentialstrukturen, die keine Ausrichtung auf den Zentralstern und eine Position in der Nähe der Hauptionisationsfront aufweisen. Am Ende der Progression in den größten Nebeln befinden sich die Knoten in einem Großteil der ionisierten Zone, wo sie auf der dem Zentralstern zugewandten Seite photoionisiert werden und von langen, radial gut ausgerichteten Schwänzen begleitet werden. Diese Änderung der Eigenschaften ist zu erwarten, wenn die Knoten in der Nähe oder außerhalb der Hauptionisationsfront gebildet würden, wobei Dichten erreicht würden, die hoch genug wären, um zu einer nur teilweisen Ionisierung zu führen, da sie vollständig durch das Strahlungsfeld des Lyman-Kontinuums (Lyc) beleuchtet werden. Ihre Expansionsgeschwindigkeiten müssen geringer sein als die des Hauptkörpers der Nebelhülle. Ihre Form wird durch die Exposition gegenüber dem Strahlungsfeld des Sterns verändert, obwohl die relative Rolle des auf die Staubkomponente wirkenden Strahlungsdrucks im Vergleich zu Ionisationsschatten nicht klar ist.“
Allerdings ist an IC 4406 etwas Ungewöhnliches, oder? Korrekt. Es enthält einen Wolf-Rayet-Stern. Von O-Typen abstammend, haben diese massiven, extrem leuchtenden Schönheiten starke Sternwinde und sind dafür bekannt, dass sie aus ihren unverarbeiteten äußeren H-reichen Schichten spritzen. Die dichten Hochgeschwindigkeitswinde reißen dann an der überhitzten stellaren Photosphäre und setzen ultraviolette Strahlung frei, die wiederum Fluoreszenz in der linienbildenden Windregion verursacht. Die meisten werden weiterhin zu Supernovae vom Typ Ib oder Ic, und nur sehr wenige (nur 10%) werden zu den Zentralsternen planetarischer Nebel. Sind die schönen Muster, die wir in IC 4406 sehen, also der Anfang oder das Ende? C.R. O'Dell sagt:
„Wir finden Knoten in allen Objekten und argumentieren, dass Knoten häufig vorkommen und aufgrund der Entfernung einfach nicht immer beobachtet werden. Die Knoten scheinen sich früh im Lebenszyklus des Nebels zu bilden, wahrscheinlich durch einen Instabilitätsmechanismus, der an der Ionisierungsfront des Nebels arbeitet. Beim Durchgang der Front durch die Knoten werden sie dem photoionisierenden Strahlungsfeld des Zentralsterns ausgesetzt, wodurch sie in ihrem Aussehen verändert werden. Dies würde dann als Evolution den Unterschied im Aussehen erklären, wie die Spitzenfäden, die nur in Extinktion in IC 4406 zu sehen sind… Theoretische Modelle haben nur symmetrische Instabilitäten berücksichtigt, aber es scheint nichts zu geben, was die Bildung verlängerter Konzentrationen ausschließt, wie man sie in IC 4406 sieht. ”
In der Zwischenzeit werden viele von euch diese Filamente auf diesem Planeten an ihrem gebräuchlicheren Namen erkennen – dem „Retina-Nebel“ – dem dritten, dessen räumliche Verteilung der H2- und CO-Emissionen kartiert wurde, um zu beweisen, dass die äquatoriale Dichte durch die hohe verursacht wird -Geschwindigkeitsausfluss des Vorläufer-AGB-Sterns – und vielleicht könnte das Funkeln in seinem Auge entweder den Anfang oder das Ende dessen haben, was möglicherweise Planetensysteme gewesen sein könnte. R. Sahai sagt: „Es wird vermutet, dass die in IC 4406 beobachteten oder abgeleiteten äquatorialen Tori aus ‚wiedergeborenen‘ Scheiben resultieren, die durch die Zerstörung von Planetensystemen am Ende der AGB-Evolutionsphase entstanden sind.“
Sind diese Filamente durch Magnetfelder geformt? Die Arbeit von Hanna Dahlgren eröffnet einige sehr interessante Ideen: „Wir schlagen eine Theorie vor, bei der die Magnetfelder die Formgebung und Entwicklung kleiner Filamente steuern. Diese Theorie zeigt, wie die Unterkonstruktionen magnetisierte Flussseile bilden können, die in Form von Doppelhelices umeinander verdrillt sind. Ähnliche Strukturen und mit ähnlichem Ursprung finden sich in vielen anderen astrophysikalischen Umgebungen.“ Und werden sie überleben? C.R. O'Dell sagt:
„Was die Zukunft für die PN-Knoten bereithält, ist ziemlich wichtig, denn welcher Mechanismus sie auch immer hervorbringt, sperrt einen erheblichen Teil der Masse in molekulare Knoten und diese Knoten entkommen dem Gravitationsfeld des Zentralsterns (Meaburn et al. 1998). Der Prozess der Photoionisation bedeutet, dass Material von den Knoten photoverdampft. Die Situation wird ähnlich sein wie bei den Proplyds im Orionnebel, wo der innere molekulare Kern durch Photonen von weniger als 13,6 eV erhitzt wird, was einen langsamen Gasfluss vom Kern verursacht. Wenn dieses Gas die Ionisationsfront der Knoten erreicht, wird es photoionisiert und erhitzt, dann wird es schnell auf eine Geschwindigkeit von etwa 10 km s beschleunigt. Die geschätzte Zeitskala der Verdunstung für die sich auswärts bewegenden Knoten beträgt mehrere tausend Jahre. Viele oder die meisten von ihnen werden daher die heiße Leuchtphase in der Nähe des Sterns überleben und in das umgebende interstellare Medium geschleudert werden.“
Wie nur ein weiteres Funkeln in den Augen des Wolfes…
Vielen Dank an JP Metsavainio von Nordgalaktik für seine Magie mit Bildern des Hubble-Weltraumteleskops und ermöglichte uns diesen unglaublichen Einblick in ein weiteres Mysterium des Weltraums.
