Blicke können täuschen, besonders wenn es um Himmelsobjekte wie Galaxien und Nebel geht. Diese Objekte sind so weit entfernt, dass Astronomen ihre dreidimensionale Struktur nicht sehen können. Der Helixnebel zum Beispiel ähnelt in farbenfrohen Bildern einem Donut. Frühere Bilder dieses komplexen Objekts? die gasförmige Hülle, die von einem sterbenden, sonnenähnlichen Stern ausgestoßen wird? erlaubte den Astronomen nicht, ihre Struktur genau zu interpretieren. Eine mögliche Interpretation war, dass die Form der Helix einer schlangenartigen Spule ähnelte.
Jetzt hat ein Team von Astronomen, das Beobachtungen von mehreren Observatorien verwendet, darunter das Hubble-Weltraumteleskop der NASA, festgestellt, dass die Struktur der Helix noch verwirrender ist. Ihre Beweise legen nahe, dass die Helix aus zwei Gasscheiben besteht, die nahezu senkrecht zueinander stehen.
Ein Team von Astronomen unter der Leitung von C. Robert O'Dell von der Vanderbilt University in Nashville, Tennessee, machte seine Entdeckung mit hochdetaillierten Bildern der Advanced Camera for Surveys des Hubble-Teleskops, Bildern des Interamerikanischen Observatoriums Cerro Tololo in Chile und Messungen von bodengestützten optischen und Radioteleskopen, die die Geschwindigkeit und Richtung der Materialabflüsse vom sterbenden Stern anzeigen. Die Helix, der der Erde am nächsten gelegene Planetennebel, ist ein beliebtes Ziel von Profi- und Amateurastronomen. Astronomen hoffen, dass dieser Befund Aufschluss darüber gibt, wie ausgestoßene Gasschalen von sterbenden Sternen wie unserer Sonne die komplexen Formen bilden, die als planetarische Nebel bezeichnet werden. Die Ergebnisse werden in der Novemberausgabe des Astronomical Journal veröffentlicht.
"Unsere neuen Beobachtungen zeigen, dass das Vorgängermodell der Helix viel zu einfach war", sagte O’Dell. „Vor ungefähr einem Jahr glaubten wir, dass die Helix eine Bagelform ist, die in der Mitte gefüllt ist. Jetzt sehen wir, dass dieser gefüllte Bagel nur das Innere des Objekts ist. Eine viel größere Scheibe, die einem breiten, flachen Ring ähnelt, umgibt den gefüllten Bagel. Diese Scheibe ist fast senkrecht zum Bagel ausgerichtet. Die größere Scheibe ist auf einer Seite heller, weil sie gegen interstellares Material schlägt, während sich der gesamte Nebel durch den Weltraum bewegt, wie ein Boot, das durch Wasser pflügt. Die Begegnung komprimiert Gas und lässt diese Region heller leuchten. Aber wir verstehen immer noch nicht, wie Sie eine solche Form bekommen. Wenn wir erklären könnten, wie diese Form entstanden ist, könnten wir die späten Stadien der häufigsten Form kollabierender Sterne erklären. “
"Um die Geometrie der Helix zu visualisieren", fügte der Astronom Peter McCullough vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Md., Und ein Mitglied von O'Dells Team hinzu, "stellen Sie sich eine Linse aus einer Brille vor, die in einem Winkel zur Rahmenrand. Nun, im Fall der Helix wäre es eine Überraschung, eine Scheibe zu finden, die in einem Winkel zu einem Ring geneigt ist. Aber genau das haben wir gefunden. “
Eine weitere Überraschung ist, dass der sterbende Stern Material in zwei umgebende Scheiben ausgestoßen hat und nicht in die zuvor angenommene. Jede Scheibe hat einen Nord-Süd-Pol, und entlang dieser Achsen wird Material ausgeworfen. "Wir haben nicht erwartet, dass die Helix mindestens zwei Symmetrieachsen hat", sagte O’Dell. „Wir dachten, es hätte nur einen. Dieses zweiachsige Modell ermöglicht es uns, das komplexe Erscheinungsbild des Nebels zu verstehen. “
Unter Verwendung der Helix-Daten erstellten die Astronomen ein dreidimensionales Modell, das die beiden Scheiben zeigt. Diese Modelle sind wichtig, um die komplizierte Struktur innerhalb des Nebels zu zeigen. Das Team erstellte auch ein zusammengesetztes Bild der Helix, das Beobachtungen von Hubbles Advanced Camera for Surveys und der Mosaikkamera des 4-Meter-Teleskops bei Cerro Tololo kombiniert. Die Helix ist so groß, dass das Team beide Teleskope benötigte, um eine vollständige Ansicht zu erhalten. Hubble beobachtete die zentrale Region der Helix. Das Cerro Tololo-Teleskop mit seinem breiteren Sichtfeld beobachtete den äußeren Bereich.
Das Team ist sich jedoch immer noch nicht sicher, wie die Festplatten erstellt wurden und warum sie fast senkrecht zueinander stehen. Ein mögliches Szenario ist, dass der sterbende Stern einen engen Begleitstern hat. Weltraumgestützte Röntgenbeobachtungen liefern Hinweise auf die Existenz eines Begleitsterns. Eine Scheibe kann senkrecht zur Spinachse des sterbenden Sterns stehen, während die andere in der Orbitalebene der beiden Sterne liegen kann.
Die Astronomen glauben auch, dass sich die Scheiben während zweier getrennter Epochen des Massenverlusts durch den sterbenden Stern gebildet haben. Die innere Scheibe wurde vor etwa 6.600 Jahren gebildet; der äußere Ring vor etwa 12.000 Jahren. Die innere Scheibe dehnt sich etwas schneller aus als die äußere Scheibe. Warum hat der Stern Materie in zwei verschiedenen Episoden ausgestoßen und eine Lücke von 6.000 Jahren hinterlassen? Im Moment weiß nur der Helix-Nebel die Antwort, sagten die Astronomen.
Der sonnenähnliche Stern, der die Helix modellierte, schuf ein wunderschönes Himmelsobjekt. Wird die Sonne eine so großartige Struktur weben, wenn sie in 5 Milliarden Jahren stirbt? "Als einzelner Stern wird eine ähnlich leuchtende Wolke aus ausgestoßenem Material erzeugt, aber ich würde nicht erwarten, dass es eine so komplexe Struktur wie die Helix hat", sagte McCullough.
Um die komplizierten Details dieser Himmelswunder zu untersuchen, müssen Astronomen eine Reihe von Observatorien verwenden, darunter sichtbares Licht und Radioteleskope. Astronomen benötigen auch die scharfen Augen von Hubbles Advanced Camera for Surveys. "Die klare Sicht des Hubble hat ein völlig neues Reich der planetaren Nebelstruktur enthüllt, das das Feld vorangebracht und unsere Augen entzückt hat", sagte Teammitglied Margaret Meixner vom Space Telescope Science Institute.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
