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06.09.10 · 19:53 Uhr
Ein sterbender Stern und eine coole Spirale
Kategorie: Naturwissenschaften · Kommentare: 34
Habt ihr sowas schonmal gesehen?
Ist das cool, oder was? Aber was ist es eigentlich? Es ist keine Spiralgalaxie. Es ist keine explodierende Rakete wie damals in Norwegen. Es ist auch kein Bildfehler und kein Fake. Es ist eine Aufnahme, die mit der Advanced Camera for Surveys des Hubble-Weltraumteleskops gemacht wurde. Im Zentrum der Spirale sitzt AFGL 3068 (oder LL Pegasi). Man kannte diesen Stern bisher als Infrarotquelle - d.h. er leuchtete nicht im sichtbaren Licht sondern nur in der langwelligeren Infrarotstrahlung. So sah das aus:
Wo kommt die Infrarotstrahlung her und warum sieht man den eigentlichen Stern nicht? Das liegt daran, dass dieser Stern sehr alt ist. Es handelt sich um einen sogenannten "Carbon Star"; einen Kohlenstoff-Stern. Das sind Sterne, die schon so alt sind, dass sie fast den ganzen Wasserstoff aufgebraucht haben und nun anstatt Wasserstoff zu Helium zu fusionieren ihre Energie aus der Fusion von Helium in Kohlenstoff gewinnen. Dadurch brennen sie auch heißer als sonst und beginnen, sich aufzublähen und die äußeren Schichten ihrer Atmosphäre abzustoßen (sie werden zu roten Riesen). Das abgestoßene Material umgibt nun den Stern nun schalenförmig und normalerweise kann das Licht diese Schichten auch durchdringen - aber manchmal enthält ein Stern besonders viel Kohlenstoff und der blockiert dann mehr oder weniger das ganze Licht des Sterns und wir kriegen nur noch ein bisschen Infrarotstrahlung zu sehen. Das ist auch bei AFGL 3068 der Fall; im Zentrum der Spirale, dort wo der Stern zu sehen sein sollte, sehen wir nichts:
Wer aufmerksam mitgelesen hat, wird nun vielleicht zwei Fragen haben. Oben habe ich geschrieben, dass das abgestoßene Material den Stern schalenförmig umgibt und nicht spiralförmig, so wie im Bild. Warum ist das so? Und wenn kein Licht vom Stern durch die innersten Schichten nach außen dringt - warum sehen wir dann die Spirale überhaupt? Was leuchtet da?
Die erste Frage ist leicht zu beantworten. Bei AFGL 3068 handelt es sich nicht um einen einzelnen Stern. Er hat noch einen Partner und beide umkreisen sich. Und weil AFGL 3068 sich auf einer Kreisbahn bewegt, während er seine Atmosphäre abstößt (das Material bewegt sich übrigens mit knapp 50000 km/h), sieht das für uns wie ein Spiralmuster aus. Da passen auch die Beobachtungsdaten gut dazu: die gemessene Umlaufperiode des Doppelsterns beträgt etwa 800 Jahre und das entspricht auch in etwa dem Abstand zwischen den Schichten der Spirale.
Wie sieht es mit der zweiten Frage aus? Warum können wir die Spirale überhaupt sehen wo doch das Licht des Sterns abgeblockt wird. Nun, erstmal können wir sie nur gerade so sehen. Die hochsensible ACS-Kamera von Hubble musste 33 Minuten (ein Bild hatte 11 Minuten Belichtungszeit; ein zweites 22 und beide wurden kombiniert) belichten um die obige Aufnahme zu erhalten und trotzdem ist die Spirale nur schwach zu sehen. Und das ist auch kein Wunder, denn man vermutet, dass das Material vom Licht der übrigen Sterne der Milchstrasse beleuchtet wird.
Das ist ne ziemlich coole Sache und wir haben Glück, dass wir ein Bild davon haben! Denn wie Phil Plait erklärt ist so ein Ereignis nicht sonderlich häufig. Man braucht dazu nicht nur einen Kohlenstoff-Stern sondern einen, der sich in einem Doppelsternsystem befindet. Und man muss zum richtigen Zeitpunkt mit den richtigen Instrumenten auf die richtige Stelle am Himmel schauen - und das braucht viel Glück. Denn so eine Massenauswurf (genaugenommen handelt es sich dabei um einen planetarischen Nebel) dauert vielleicht einige tausend Jahre - im Vergleich mit der Lebensdauer von Sternen ist das enorm kurz und es ist kein Wunder, wenn man sowas so gut wie nie zu Gesicht bekommt. Bei AFGL 3068 hat diese Phase gerade erst begonnen; der planetarische Nebel ist erst dabei sich zu bilden. Wer werden die coole Spirale also noch ein wenig länger beobachten können...
P.S. Auch wenn dieses Bild erst heute von NASA/ESA veröffentlicht wurde, ist die Spirale doch schon ein bisschen länger bekannt; schon 2006 gab es entsprechende wissenschaftliche Artikel.
Autor: Florian Freistetter· 34 Kommentare· Permalink· Trackback-URL
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Präplanetarischer Spiral-Nebel um Stern LL Pegasi · ScienceBlogs · 07.09.10 · 06:30 Uhr
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Kommentare (34)
@Florian
"Man braucht dazu nicht nur einen Kohlenstoff-Stern sondern einen, der sich in einem Doppelsternsystem befindet. Und man muss zum richtigen Zeitpunkt mit den richtigen Instrumenten auf die richtige Stelle am Himmel schauen..."
Hinzu kommt, dass wir ja genau senkrecht auf die Umlaufbahn (also genau das Gegenteil wie bei der Exoplanetensuche) schauen müssen um die Spiralstruktur zu sehen.... oder mach ich da jetzt einen Denkfehler?
Was leuchtet da so hell auf dem ersten Bild rechts? Ist das ein normaler Stern der einfach nur näher ist?
@Thomas J: "Hinzu kommt, dass wir ja genau senkrecht auf die Umlaufbahn (also genau das Gegenteil wie bei der Exoplanetensuche) schauen müssen um die Spiralstruktur zu sehen.... oder mach ich da jetzt einen Denkfehler? "
Muss ich mir nochmal durch den Kopf gehen lassen. Aber ich denke nicht, dass wir senkrecht drauf schauen müssen. Das würde ja heissen, dass der Stern Material nur in der Bahnebene abstößt und das ist sicher nicht so.
@apfelmitwurstgeschmack (igitt!! ;) ): Ja, das helle Ding rechts ist ein Vordergrundstern.
Abgefahren!
Hatte gerade nen tollen Lesefehler
"er leuchtete nicht im sichtbaren Licht sondern nur in der lang-WEI-ligeren Infrarotstrahlung. "
Ansonsten: Wenn der Stern besonders viel Kohlenstoff enthält, heißt das, dass er kurz vorm Ende des Helium-zu-Kohlenstoff-brennens ist?
@Florian
Hm... die Spiralstruktur entsteht aber durch die Drehung der beiden Körper umeinander... würden wir waagrecht auf die Ebene schauen, sähen wir auch einen Kreis (Kugel) aber nur mit einem Balken in der Mitte (wenn überhaupt).
Vielleicht hab ich ja auch einen Knopf im Hirn, vor lauter Indigokindern.
@Thomas: Das klingt natürlich auch wieder nicht unvernünftig. Ich sitz aber auch noch gerade nebenbei an nem Vortrag und bin nicht ganz konzentriert. Ich werd mal drüber schlafen ;) Aber ich denke du hast doch recht. Es ist ja wirklich die Bewegung der Sterne auf die es ankommt.
dann frohes Schlaffen
Wun-der-schön. Der Durchmesser der Spirale dürfte erklecklich sein.
Jeder im Esoterikforum kennt die Antwort: es ist ein Orb!
Ich muss mich MartinB anschliessen: Ich hab auch lang-WEIL-igere Infrarotstrahlung gelesen. Muss an dem "nur" liegen.
Und ja, das Bild ist echt irre :D
Hat tatsächlich was von einer sterbenden Rakete, die Spirale!
"Habt ihr sowas schonmal gesehen?" Aber ja doch: Wolf-Rayet 104 kann das auch, wenn auch nicht so viele 'Umdrehungen' gleichzeitig zu erkennen sind. Aber dafür gibt's davon sogar einen echten Filmclip.
"Habt ihr sowas schonmal gesehen?" Aber ja doch: Wolf-Rayet 104 kann das auch, wenn auch nicht so viele 'Umdrehungen' gleichzeitig zu erkennen sind. Aber dafür gibt's davon sogar einen echten Filmclip, wo sich der 'Rasensprenger' dreht!
:-) moin moin, MartinB & ChristianA, genau dieselbe Halunkination befiel mich soeben beim Lesen des blogposts auch (btw: sollte ich mich der Ordnung halber jetzt rolakC nennen?). Erst als ich einen entsprechenden Kommentar mit Verweis auf die gar nicht so langweiligen Effekte von IR im Winter schon fast fertig hatte, klärte sich meine Weltsicht weit genug, um auf den Boden der Tatsachen zurückzukommen. Was für ein Start in den Tag^^
Hi AlteWeser, so ein Orb ist doch gar nicht haarig genug - ein völlig strukturloser, gleichmäßig nach außen an Helligkeit abnehmender Klecks (wie könnte es auch anders sein bei seiner Entstehung ;-) Für das Geheimnis der Spirale mußt Du schon in die richtigen, wahren™ EsoForen schaubergern.
Mal am Rande, Dank der eifrigen und freundlichen Hilfestellung derjenigen, die unter großen Mühen die erhältlichen Stellarium-simulierenden Programme getestet haben und die empfehlenswerten hier iwo veröffentlicht haben (zum Glück gibt es Lesezeichen) besteht meinerseits als Kleinstanwender da kein Bedürfnis mehr. Aber hier: Um mir so richtig zu veranschaulichen, welchen Einfluß der Beobachtungswinkel auf das zu Sehende hat (Spirale, Kugel wasauchimmer), wäre so ein kleines schickes Simulationsprogramm für {himmels}mechanische Problemstellungen mit Sicherheit von Vorteil, das ebenso wie Animationssoftware Lichtquellen und Beobachterstandort frei wählen läßt. Gibt es da auch Vorschläge?
Ganz tolles Bild und insbesondere sehr gut erklärt, sodass auch ich als Laie es verstehe.
Eine kleine Nachfrage habe ich aber noch. Ist der Partnerstern auf dem oberen Bild zu erkennen? Auf dem zweiten Bild könnte ich mir vorstellen, dass es die kleinere rechte "Ausbuchtung" sein könnte.
In diesem Sinne....
Alles Blödsinn!! Ist ein Wurmloch. Sieht man in jeder Folge DS9!!
@Florian
Du schreibst:
"Aber ich denke du hast doch recht. Es ist ja wirklich die Bewegung der Sterne auf die es ankommt."
Was könnte es anderes sein?
Eigentlich sollte Materie die nach allen Richtungen gleichmässig ausgestossen wird, und von aussen beleuchtet wird, eher wie ein Kugelsternhaufen aussehen. In der Mitte sieht man die meiste Materie, nach aussen hin wirds immer weniger.
Nur bei einer Luftblase sieht man nur den Aussenrand. Sollte man im Weltraum eine luftblasenähnliche Figur sehen, müsste die Materie in einer einzigen Explosion nach aussen befördert worden sein.
Das ist hier eindeutig nicht der Fall.
Dieses Bild sieht so aus wie der Kondensstreifen einer startenden Rakete, deren hinteres Ende sich um ihre eigene Flugachse dreht. Die Spirale entsteht in dem Fall entweder allein duch die Distanz zum Zuschauer oder durch die sich noch leicht ausdehnenden Kondenskringel.
Dieses Bild sieht auch fast so aus, als würde die ganze Materie in eine einzige Richtung erfolgen. Dann müssten wir aber genau orthogonal von oben drauf schauen oder eben genau so dass die Ellipse für uns rund aussieht.
Würde die Materie jedoch in alle Richtungen erfolgen, wäre auch die Materiewolke von allen Seiten (gesehen) gleich rund.
Das Bild hier sieht wirklich genauso aus, wie man es von etwas erwarten würde das Materie in einem gerichteten Strahl regelmässig austösst und sich um sich selbst bzw. um einen zentralen Stern dreht.
Spiralgalaxien sehen ja eigentlich so aus als würden sie die Materie, wie eine Feuerwerksspirale, von sich stossen. Das ist aber absurd. Soweit ich weiss ist das Mysterium der Spiralform der Galaxien exakt modelliert worden, oder?
Ob hier allein ein Stern der sich um einen anderen dreht und nach allen Richtungen regelmässig Materie verliert, dieses Bild hervorrufen kann, können wohl nur Modelle klären? Am intressantesten wäre es, wenn man genau dieses Bild von allen Blickwinkeln sehen könnte, also eine Art dreidimensionale Spirale. Denn erstaunlich ist es schon dass dieses Bild von uns aus fast exakt kreisförmig aussieht (oder kreissymetrisch?).
Jedenfalls der sichtbare Teil der äusseren Spirale muss dichter sein als der Rest und das müsste allein durch die Bewegung des Sterns enstanden sein.
Nun denn, jedenfalls sehr interessant!
Danke dafür
Eddy
@ Eddy:
Nein, darum geht es nicht. Die Lösung hat Florian oben schon genannt: es liegt am Doppelsterncharakter. Die beiden Komponenten umrunden einen gemeinsamen Massenschwerpunkt. Das gesamte System eiert wie ein Exzenter auf seiner Achse. Wenn man genau entlang der Rotationsachse schaut, kann man dann sehen, wie entlang des Orbits altes Sternmaterial zentrifugal weggeschleudert wird, und es ergibt sich nach und nach ein Spiralmuster.@Klaus
Wird das Material kugelförmig in alle Richtungen weggeschleudert oder ist die Richtung in der das Material weggeschleudert wird auf einer Ebene, wie die Saturnringe? Ist das die Erklärung?
Was heisst "entlang der Rotationsachse". Sorry ich bin das Jargon nicht gewohnt.
Danke für die schnelle Antwort.
klauszwingenberger·
13.09.10 · 17:15 Uhr
Bei Galaxien nennt man das "face-on" - also genau von oben draufgeschaut - im Gegensatz zu "edge-on". Ich denke, das erklärt die Perspektive am besten.Der Stern selbst kann seine Schalenreste ruhig kugelförmig abstoßen, so genau kommt's hier nicht drauf an. Für das Verständnis ist nur wichtig, dass er sich dabei selbst um den Massenschwerpunkt des Doppelsternsystems herum bewegt, der irgendwo auf der Verbindungslinie der beiden Komponenten liegt. Was wir als Spiralstruktur sehen, ist die während des Umlaufs abgestoßene Sternwind-Spur, die nach außen wegdriftet.
Sorry, schneller ging's nicht.
@Klaus
"Sorry, schneller ging's nicht." Absolut kein Problem!
Ich bin froh, dass überhaupt jemand antwortet. Das ist ja ein wahrhaft göttlich unwahrscheinliches Erlebnis. Das einzige bisher beobachtete Phänomen der Art und auch noch exakt "face-on".
Ja, ich hatte es mir in etwa so vorgestellt, wie sie es beschreiben. Das einzige was mich daran ein wenig zweifeln lässt ist die extrem dünne und abgegrenzte Spur.
Ich dachte zuerst Sie wollten sagen, dass die Draufsicht "face-on" diesen Effekt hervorruft. Deshalb habe ich es nicht verstanden.
Der dünne Strich der Spirale müsste also aus Staub bestehen der durch die Bewegung des Sterns kurzzeitig akkumuliert wird. Es ist jedenfalls sehr aussergewöhnlich, fast zu perfekt.
Danke noch einmal und bis bald
Eddy
@Eddy:
Naja, das mit dem "fast zu perfekt" ist aber gefährliche Selbsttäuschung. Geeignete Mechanismen schaffen eben regelmäßige Formen. Das ist wie beim Drechseln: ich hatte, als ich jünger war, auch nie gerafft, wie man Tischbeine mit so schwierigen Formen schnitzen kann, die aber perfekt achsensymmetrisch sind. Der Tritt in den Magen war dann der Tag, an dem ich sah, was "drechseln" eigentlich ist: das Werkstück wird eingespannt und mit hoher Drehzahl gedreht, und der Bearbeiter muß dann nur noch den Hobel dranhalten, und schon wird ein exakter Zylinder draus. Tja, wenn man von falschen Voraussetzungen ausgeht und den Mechanismus nicht versteht, kann ja kein vernünftiger Gedanke rauskommen.
Seitdem jedenfalls weiß ich, daß hinter allzu regelmäßigen Formen in der Natur nicht immer menschliche Absicht dahinter stecken muß - es reicht eine eindeutige mathematische Vorgabe einer Bewegung. Und im Universum gibt es jede Menge sehr träge und gegen Störung unempfindliche Bewegungen. :)
Sagt mal: wie kommen eigentlich solche Entdeckungen zustande? Brütet da ein Astronom über Fotos vom Hubble oder was auch immer und schaut sich mit der Lupe jeden Quadratzentimeter an, oder gibt es andere Herangehensweisen. Als Laie stelle ich mir vor, dass (für das Beispiel bleibe ich bei Hubble) jemand das Teleskop auf 1 Mrd LY scharf stellt. Alles davor und dahinter wird unscharf abgebildet und ‚rausgerechnet/retouchiert’. Die nächsten 4 Aufnahmen mit Fokus auf 2Mrd LY (damit ich das selbe ‚Feld’ abdecke wie bei Bild 1) und so weiter.
Sollte diese Vorstellung ungefähr richtig sein – bis wohin ist denn das Universum bereits kartografiert? Gibt es da eine ‚Kugelschale, bis zu der wir zumindest keine neuen Sterne entdecken werden?
Was ich nicht ganz verstehe: Es gibt soviel Kohlenstoff dass der doch sehr helle Stern NICHT sichtbar ist, aber die Spirale die nur von anderen Sternen beleuchtet wird schon ?
@Ronny: "Es gibt soviel Kohlenstoff dass der doch sehr helle Stern NICHT sichtbar ist, aber die Spirale die nur von anderen Sternen beleuchtet wird schon ?"
Der Kohlenstoff blockt das Licht des hellen Sterns ab. Der wird ja quasi vom Staub eingehüllt. Die Spirale kann aber problemlos vom galaktischen Streulicht angestrahlt werden.
@ MartinS:
Fokusdifferenzen spielen auf solchen Distanzen keine Rolle mehr. Auf dem Bild sind die Galaxien genauso scharf abgebildet wie die paar hellen Sterne, die man an den Beugungs-Spikes erkennen kann, obwohl sie millionenfach weiter entfernt sind. Durchmusterungen muss man eben Bild für Bild anschauen, und so dürfte auch dieses Objekt hier entdeckt worden sein.
@ klauszwingenberger
Lieben Dank für Deine Antwort. Astronomie ist also 'immer noch' Bilder kontrollieren?! Sind heutige, gute Monitore eigentlich geeignet, um diese Arbeit auch online zu machen?
Ich denke da in die belgische/holländische Lehrerin(?) die dieses 'kleine grüne Monster' gefunden hat. (FF hatte darüber berichtet, dass sie es benennen darf, aber ich finde den Artikel nicht mehr)
Bullet·
14.09.10 · 16:25 Uhr
Jepp. In Mustererkennung ist das menschliche Hirn immer noch auf Platz 1. Deswegen gibt es www.galaxyzoo.org - und genau da kam auch das "kleine grüne Ding" her.@Bullet
Ja, das mit dem Drechseln sah ich kürzlich im Fernsehen. Das hat mich auch schon ein klein wenig verblüfft dass es eigentlich immer gut aussah.
Mit "zu perfekt" meinte ich, dass wir genau drauf sehen und dass es ein sehr seltenes Phänomen ist. Auf wieviel Spiralgalaxien sehen wir genau drauf? Und dass wir es überhaupt sehen ... usw ... ;-)
Ich habe gelesen: Ein sterbender Stern hat diese seltsame Spirale ausgestoßen", es handelt sich wohl wenn ich das richtig verstanden habe um einen seltenen Nebel. Außerdem ist es unglaublich weil er 3200 Lichtjahre von uns entfernt ist.
3200 Lichtjahre? gigantisch
Hallo zusammen :)
Ich habe wirklich kaum Ahnung von Astronomie. Was mich zu diesem Bild interessiert, ist, wo genau befindet sich LL Pegasi? Wo liegt es in Relation zu Sirrah? Ich kann mir nicht vorstellen, wo sich das im Sternbild Pegasus genau befindet...
Danke für eine Antwort ...
Mahalo & Aloha
Angelina Pau Hana
@Angelina: Hmm - Also hier gibts mal die Koordinaten von LL Pegasi. Rektaszension 23h 19m 12.39s und Deklination +17° 11' 35.4''. Sirrahs Koordinaten sind Rektaszension 00h 08m 23,3s Deklination +29° 05′ 26″. Du kannst dir das ganze ja auch bei Stellarium ansehen (stellarium.org). Da kannst du dir beide Sterne am simulierten Himmel anzeigen lassen.
*kicher* Das nenn ich mal eine korrekte Antwort.
@florian: Danke :)