Astronomen haben das ESO-Teleskop für neue Technologien und das Hubble-Weltraumteleskop der NASA / ESA eingesetzt, um mehr als 100 planetarische Nebel in der zentralen Ausbuchtung unserer Galaxie zu erforschen. Sie haben herausgefunden, dass schmetterlingsförmige Mitglieder dieser kosmischen Familie auf mysteriöse Weise miteinander verbunden sind - ein überraschendes Ergebnis angesichts ihrer unterschiedlichen Geschichten und unterschiedlichen Eigenschaften.
Die letzten Lebensphasen eines Sterns wie unserer Sonne führen dazu, dass der Stern seine äußeren Schichten in den umgebenden Raum ausbläst und so Objekte bildet, die als planetarische Nebel bekannt sind, in einer Vielzahl schöner und auffälliger Formen. Eine Art solcher Nebel, die als bipolare planetarische Nebel bekannt sind, erzeugen gespenstische Sanduhr- oder Schmetterlingsformen um ihre Elternsterne.
Dieses Gruppenbild zeigt vier bipolare Planetennebel, die mit ESO-Teleskopen abgebildet wurden. Untersuchungen ähnlicher Objekte in der zentralen Ausbuchtung der Milchstraße haben eine unerwartete Ausrichtung ergeben. Die hier gezeigten Objekte sind der Erde viel näher als die in der neuen Studie verwendeten, zeigen jedoch die unterschiedlichen Formen dieser spektakulären Objekte. Bildnachweis: ESO
Alle diese Nebel bildeten sich an verschiedenen Orten und haben unterschiedliche Eigenschaften. Und weder die einzelnen Nebel noch die Sterne, die sie gebildet haben, hätten mit anderen planetarischen Nebeln interagiert. Eine neue Studie von Astronomen der Universität von Manchester, Großbritannien, zeigt nun überraschende Ähnlichkeiten zwischen einigen dieser Nebel: Viele von ihnen stehen auf die gleiche Weise am Himmel.
"Das ist wirklich ein überraschender Fund, und wenn es wahr ist, ein sehr wichtiger", erklärt Bryan Rees von der University of Manchester, einer der beiden Autoren des Papers. „Bei vielen dieser geisterhaften Schmetterlinge scheinen die langen Achsen entlang der Ebene unserer Galaxie ausgerichtet zu sein. Durch die Verwendung von Bildern sowohl von Hubble als auch vom NTT konnten wir eine wirklich gute Sicht auf diese Objekte bekommen und sie daher sehr detailliert untersuchen. “
Die Astronomen betrachteten 130 planetarische Nebel in der zentralen Ausbuchtung der Milchstraße. Sie identifizierten drei verschiedene Typen und betrachteten ihre Eigenschaften und ihr Aussehen genau.
"Während zwei dieser Populationen wie erwartet völlig zufällig am Himmel ausgerichtet waren, stellten wir fest, dass der dritte - der bipolare Nebel - eine überraschende Vorliebe für eine bestimmte Ausrichtung zeigte", sagt der zweite Autor der Arbeit, Albert Zijlstra, ebenfalls von der Universität Manchester. "Obwohl jede Ausrichtung eine Überraschung ist, ist es noch unerwarteter, sie in der überfüllten zentralen Region der Galaxis zu haben."
Dieses mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA / ESA aufgenommene Bild zeigt ein Beispiel eines bipolaren planetarischen Nebels. Dieses Objekt, das als Hubble 12 bekannt und auch als PN G111.8-02.8 katalogisiert ist, liegt im Sternbild Cassiopeia. Die auffällige Form von Hubble 12, die an einen Schmetterling oder eine Sanduhr erinnert, entstand, als sich ein sonnenähnlicher Stern dem Ende seines Lebens näherte und seine äußeren Schichten in den umgebenden Raum blies. Bei bipolaren Nebeln wird dieses Material in Richtung der Pole des alternden Sterns geleitet, wodurch die charakteristische doppelstöckige Struktur entsteht. Bildnachweis: NASA, ESA
Planetarische Nebel werden vermutlich durch die Rotation des Sternensystems geformt, aus dem sie sich bilden. Dies hängt von den Eigenschaften dieses Systems ab - beispielsweise davon, ob es sich um ein Binärsystem handelt oder um mehrere Planeten, die es umkreisen. Beides kann die Form der aufgeblasenen Blase stark beeinflussen. Die Formen von bipolaren Nebeln gehören zu den extremsten und werden wahrscheinlich durch Strahlen verursacht, die senkrecht zur Umlaufbahn Masse aus dem binären System blasen.
"Die Ausrichtung, die wir für diese bipolaren Nebel sehen, deutet auf etwas Bizarres an Sternensystemen in der zentralen Ausbuchtung hin", erklärt Rees. "Damit sie sich so ausrichten, wie wir es sehen, müssten sich die Sternensysteme, die diese Nebel gebildet haben, senkrecht zu den interstellaren Wolken drehen, aus denen sie sich gebildet haben, was sehr seltsam ist."
Während die Eigenschaften ihrer Vorgängersterne diese Nebel prägen, deutet diese neue Entdeckung auf einen weiteren mysteriösen Faktor hin. Zusammen mit diesen komplexen Sterncharakteristika sind die unserer Milchstraße; Die gesamte zentrale Ausbuchtung dreht sich um das galaktische Zentrum. Diese Ausbuchtung könnte über ihre Magnetfelder einen größeren Einfluss auf unsere gesamte Galaxie haben als bisher angenommen. Die Astronomen vermuten, dass das geordnete Verhalten der planetarischen Nebel durch das Vorhandensein starker Magnetfelder bei der Bildung der Ausbuchtung verursacht worden sein könnte.
Dieses Bild zeigt ein Beispiel eines bipolaren planetarischen Nebels namens NGC 6537, der mit dem New Technology Telescope am ESO-Observatorium La Silla aufgenommen wurde. Bildnachweis: ESO
Da solche Nebel, die näher an der Heimat sind, nicht in der gleichen Reihenfolge auftreten, müssten diese Felder um ein Vielfaches stärker sein als in unserer heutigen Nachbarschaft.
„Durch das Studium dieser Objekte können wir viel lernen“, schließt Zijlstra. "Wenn sie sich wirklich auf diese unerwartete Weise verhalten, hat dies Konsequenzen nicht nur für die Vergangenheit einzelner Sterne, sondern für die Vergangenheit unserer gesamten Galaxie."
Anmerkungen
Die „lange Achse“ eines bipolaren Planetennebels schneidet durch die Flügel des Schmetterlings, während die „kurze Achse“ durch den Körper schneidet.
Die Formen der planetarischen Nebelbilder wurden nach folgenden Konventionen in drei Typen eingeteilt: elliptisch, entweder mit oder ohne ausgerichtete innere Struktur, und bipolar.
Ein binäres System besteht aus zwei Sternen, die sich um ihren gemeinsamen Schwerpunkt drehen.
Über den Ursprung und die Eigenschaften der Magnetfelder, die in unserer Galaxie in jungen Jahren vorhanden waren, ist nur sehr wenig bekannt. Daher ist unklar, ob sie im Laufe der Zeit stärker geworden sind oder zerfallen sind.
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