Astronomen beobachten erstmals live, wie ein sterbender Stern sein Material ins All recycelt

Obwohl erst 172 der geplanten 1.140 Linsen installiert waren, registrierte MOTHRA 22 schwache, leuchtende Bugstoßwellen im äußeren Halo des Nebels. Diese bogenförmigen Schockfronten entstehen dort, wo dichte Gasbrocken, die der sterbende Stern ausgestoßen hat, mit Überschallgeschwindigkeit auf das umgebende interstellare Material prallen . Das Team um den Yale-Astronomen Pieter van Dokkum erkannte sofort, dass sie etwas völlig Neues vor sich hatten .

„Wir sahen das Bild und dachten: ‚Das ist neu. Das haben wir noch nie gesehen‘“, zitierte die New York Times van Dokkum .

Was die Bugwellen verraten

Die Bugwellen sind nicht gleichmäßig über den Nebel verteilt. Sie werden zunehmend kleiner, unscharfer und fragmentierter, je weiter sie sich vom zentralen Weißen Zwerg entfernen. In Sternnähe erscheinen sie groß, dünn und scharf abgegrenzt; weiter außen lösen sie sich in unkenntliche Streifen auf .

Die Forscher deuten diese Abstufung als direkten, visuellen Zeitraffer des kosmischen Recyclings: Die Sternbrocken werden auf ihrem Weg nach außen stetig erodiert und zerrissen. Die Beobachtung schließt eine seit langem bestehende Lücke im Verständnis darüber, wie die Überreste eines Sterns von erkennbaren Trümmern in diffuse galaktische Gaswolken übergehen .

Die Forscher berechneten, dass ein einzelner Fragment nur etwa 10.000 Jahre zusammenhängend bleibt, nachdem er dem umgebenden interstellaren Gas ausgesetzt ist. Danach ist sein Material weitgehend zerstört und in den Raum eingemischt . Die Bugwellen erstrecken sich über einen radialen Bereich von etwa 0,4 bis 1,4 Parsec (1,3 bis 4,6 Lichtjahre) vom Zentralstern .

Die Fragmente bewegen sich mit einer Expansionsgeschwindigkeit von 35–45 km/s. Das dynamische Alter der Brocken in etwa 1 Parsec Entfernung vom Zentrum beträgt 20.000 bis 30.000 Jahre, was bedeutet, dass einige von ihnen bereits ausgestoßen wurden, bevor sich der planetarische Nebel selbst vor rund 12.000 Jahren bildete .

Kosmisches Recycling in Aktion

Dieser Prozess ist der Weg, auf dem die im Inneren von Sternen erzeugten Elemente – darunter Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff, aus denen irgendwann Planeten und Leben entstehen – an die Galaxie zurückgegeben werden . Zwar hatten Astronomen zuvor bereits beobachtet, wie Materie sterbende Sterne verlässt, und später ihre Anwesenheit in neu entstehenden Sternwolken nachgewiesen, doch der Zwischenschritt – das physikalische Abtragen und Vermischen – war nie abgebildet worden .

„Zum ersten Mal können wir den exakten Moment sehen, in dem sich die von sterbenden Sternen ausgestoßene Materie mit dem interstellaren Gas vermischt“, sagte van Dokkum im Scientific American . Die Entdeckung liefert damit eine seltene direkte Messung der Zeitskala für das Zerreißen und Einmischen fragmentierter Sternauswürfe in das interstellare Medium .

Der Helix-Nebel, etwa 650 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Wassermann gelegen, ist ein planetarischer Nebel – das Endstadium eines Sterns, der unserer Sonne sehr ähnlich ist . In etwa 5 Milliarden Jahren wird die Sonne ihren Wasserstoffvorrat erschöpft haben, sich zu einem Roten Riesen aufblähen, ihre äußeren Schichten abstoßen und einen Weißen Zwerg hinterlassen, umgeben von einem ähnlich leuchtenden Nebel . Die Erosion und das Recycling, die jetzt am Helix-Nebel beobachtet werden, bieten eine direkte Vorschau auf das ferne Ende unserer Sonne .

Ein neues Teleskop mit einem unerwarteten Erstling

Das MOTHRA-Teleskop vereint die Bilder von Hunderten hochwertiger, handelsüblicher Teleobjektive zu einem einzigen Facettenauge und ist damit in der Lage, extrem schwache, diffuse Strukturen zu erkennen, die den meisten Observatorien verborgen bleiben . Wenn es fertiggestellt ist, wird es über 1.140 Linsen verfügen. Dass diese frühe Entdeckung bereits mit nur 15 % der Endkapazität gelang, ist ein eindrucksvoller Beleg für das Potenzial des Instruments .