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Ein stellarer Exot gibt Ausblick auf ein mögliches Schicksal unserer Sonne

Bilder des Planetarischen Nebels HuBi 1 (links) und des sogenannten Ringnebels NGC 6720 (rechts), aufgenommen mit speziellen Filtern. Die Emission von niedrig ionisiertem Gas ist jeweils in Rot dargestellt, Emission von hoch ionisiertem Material in Blau und Grün. Foto: Martin A. Guerrero, Gerardo Ramos Larios / Hubble Space Telescope HRD: Marcelo M. Miller Bertolami, Martin A. Guerrero, Gerardo Ramos Larios.

Bilder des Planetarischen Nebels HuBi 1 (links) und des sogenannten Ringnebels NGC 6720 (rechts), aufgenommen mit speziellen Filtern. Die Emission von niedrig ionisiertem Gas ist jeweils in Rot dargestellt, Emission von hoch ionisiertem Material in Blau und Grün. Foto: Martin A. Guerrero, Gerardo Ramos Larios / Hubble Space Telescope HRD: Marcelo M. Miller Bertolami, Martin A. Guerrero, Gerardo Ramos Larios.

Bei einer kürzlich untersuchten Sternenleiche im Sternbild Schlange wurde eine äußerst ungewöhnliche Struktur entdeckt. Eine internationale Studie unter Beteiligung des Instituts für Physik und Astronomie der Universität Potsdam kommt zu dem Schluss, dass dieses Objekt das Ergebnis einer "Wiedergeburt" eines ehemals sonnenähnlichen Sterns ist.

Planetarische Nebel werden von Sternen mit niedriger bis mittlerer Masse, wie etwa unserer Sonne, zum Ende ihrer Entwicklung gebildet. Nämlich dann, wenn der Vorläuferstern seine Hülle abgestoßen hat, die durch den heißen Zentralstern in der Mitte des Nebels ionisiert wird. In den Bereichen nahe am Zentralstern findet man dabei normalerweise höher ionisiertes Gas als in den weiter entfernten, kühleren Regionen. Im Falle des Nebels von HuBi 1 ist es aber genau umgekehrt. Diese invertierte Struktur ist das Resultat eines besonderen Wegs der Sternentwicklung, nämlich eines Born-Again-Ereignisses, wie eine aktuell publizierte Studie in Nature Astronomy ergab.

HuBi 1 sieht aus wie ein typischer Planetarischer Nebel mit Doppelschalenstruktur, mit einer diffusen äußeren Schale und einer hellen inneren Schale. Aber nähere spektroskopische Untersuchungen ergaben, dass die äußere Schale ein unübliches Leuchtverhalten zeigt, da der Zentralstern, welcher überraschend kühl ist, vor etwa 50 Jahren "ausgeschaltet" wurde und nun etwa 10.000 Mal dunkler ist als noch im Jahre 1971.

"Die invertierte Ionisationsstruktur der inneren Schale von HuBi 1, mit Ionen niedrigerer Anregegungsenergie im inneren Bereich und hochangeregten Ionen im äußeren Bereich, ist einfach erstaunlich. Es trotzt den grundlegendsten Gesetzen der Thermodynamik in photoionisierten Nebeln und deutet auf ein besonderes Ereignis der Sternentwicklung hin", so Martín A. Guerrero, Wissenschaftler am spanischen Instituto de Astrofísica de Andalucía und Leiter der Studie.

Die Ionisationsstruktur ist in der Tat typisch für Stoßwellen, erzeugt von sich schnell bewegendem Material, welches mit dem umgebendem Medium wechselwirkt. Dies, zusammen mit dem niedrigen Fluß ionisierender Strahlung des Zentralsterns enthüllt ein wirklich einzigartiges Szenario. "Planetarische Nebel lösen sich in wenigen tausend Jahren im interstellaren Medium auf, während ihre Zentralsterne verglimmen. Der Zentralstern von HuBi 1 jedoch hat sich durch einen sehr späten thermischen Puls erholt, bei dem der gesamte Wasserstoff an seiner Oberfläche verbraucht wurde", erklärt Marcelo M. Miller Bertolami, Wissenchaftler am argentinischen Instituto de Astrofísica de La Plata, der an der Studie beteiligt war.

HuBi1 wurde in genau jenem Moment erwischt, als sein Zentralstern ein Born-Again-Ereignis durchlief, infolgedessen dieser zu einem wasserstoffarmen, kohlenstoffreichen Zentralstern wurde. "Etwa 15 Prozent der bisher entdeckten Zentralsterne von Planetarischen Nebeln sind wasserstoffarm und verraten sich spektroskopische durch helle, breite Emissionslinien, die auf einen starken Sternwind hinweisen,  aber ihr Entwicklungsweg ist bisher unbekannt", erläutert Helge Todt vom Institut für Physik und Astronomie der Universität Potsdam als Mitautor der Studie.

Bei diesem kurzen Born-Again-Prozess wurden große Mengen an schnellem, hoch-prozessiertem Material ausgestoßen, welche nun mit dem Nebel interagieren und ihn so komprimieren, dass die beobachtete Doppelschalenstruktur entsteht.

Als einer der äußerst seltenen bekannten Born-Again-Plantarischen-Nebel wird die Entwicklung von HuBi1 weiter verfolgt. "Da der Vorläuferstern von HuBi 1 eine Anfangsmasse ähnlich der unserer Sonne hatte, erhalten wir einen flüchtigen Blick auf eine mögliche Zukunft und das endgültige Schicksal unseres Sonnensystems", so Martín A. Guerrero.

Zum Beitrag in Nature
Frei verfügbar auf astrop-ph

Text: Helge Todt
Online gestellt: Jana Scholz
Kontakt zur Online-Redaktion: onlineredaktion@uni-potsdam.nomorespam.de