| Der Ringnebel |
 Planetarische Nebel faszinieren die Betrachter seit jeher aufgrund ihrer unbeschreiblichen Vielfalt an Farben und Formen. Calar Alto darf heute eine wirklich außergewöhnliche Ansicht des Ringnebels (M 57 oder NGC 6720) vorstellen, die sich aus Daten im sichtbaren und im infraroten Licht zusammensetzt.
Planetarische Nebel werden bisweilen als „kosmische Schmetterlinge“ bezeichnet. In der Tat sind sie diesen bunten Faltern in ihrer mannigfaltigen Schönheit durchaus ebenbürtig. Die vorliegende Aufnahme des Ringnebels ist Teil der Dokumentarischen Fotogalerie des Calar-Alto-Observatoriums und folgt darin dem kürzlich an dieser Stelle vorgestellten Bild des Eulennebels. Wiewohl es viele beeindruckende Aufnahmen des Ringnebels gibt, lässt uns das hier veröffentlichte Bild dieses bekannte Objekt dank der verwendeten Kombination von Wellenlängen und der sorgfältigen Bildverarbeitung mit neuen Augen sehen.
Planetarische Nebel
Zwar unterscheiden sich die Nebel M 97 (Eulennebel) und M 57 (Ringnebel) in vielerlei Hinsicht voneinander, sie gehören jedoch unverkennbar zu einer gemeinsamen Kategorie der Himmelsobjekte, nämlich zu den so genannten planetarischen Nebeln.
Planetarische Nebel stellen das Endstadium in der Entwicklung eines gewöhnlichen Sterns dar, dessen Anfangsmasse nicht mehr als acht Sonnenmassen beträgt. Neigt sich der nukleare Brennstoff des Sterns im fortgeschrittenen Alter dem Ende entgegen, wächst er zu einem Roten Riesen an, dessen Sternwinde die Umgebung mit einer dünnen Gashülle überziehen, welche vor allem aus Wasserstoff besteht.
Einige tausend Jahre später wird die Dynamik innerhalb des sterbenden Sterns immer rasanter und heftiger, bis er schließlich seine äußeren Gasschichten vollständig abstößt. Das auf diese Weise abgeworfene Material bildet den zentralen und am besten sichtbaren Bereich des planetarischen Nebels und enthält nicht mehr nur Wasserstoff und Helium, sondern auch andere, schwerere chemische Elemente, die im Inneren des Sterns im Laufe der Jahrmilliarden seines Lebens erbrütet worden sind. Der entblößte Kern bleibt in Gestalt eines einsamen Weißen Zwerges in der Mitte des Gebildes als Zentralstern zurück. Die hohe Temperatur des Weißen Zwerges führt dazu, dass er ultraviolettes Licht abstrahlt, das die Atome des Nebels anregt und sie wie das Gas in einer Neonröhre zum Leuchten bringt. Dieser Mechanismus ist für das Licht der inneren, dichteren Bereiche des Nebels verantwortlich, lässt aber auch dessen Peripherie erstrahlen, das Nebelhalo, das aus dem vor langer Zeit in Form von Sternwinden ausgestoßenen Material besteht.
Die Farbunterschiede zwischen innerer Nebelhülle und äußerem Halo sind auf die unterschiedlichen physikalischen Rahmenbedingungen zurückzuführen, je nachdem, wie groß die Entfernung zum Zentralstern ist, hängen aber auch mit der abweichenden chemischen Zusammensetzung der Gase in den verschiedenen Zonen zusammen.
Der Ringnebel befindet sich im Sternbild der Leier (Lyra). Er wurde 1779 im Abstand von wenigen Tagen von den französischen Astronomen Antoine Darquier de Pellepoix und Charles Messier entdeckt und mit der Nummer 57 in Messiers Katalog der diffusen Objekte aufgenommen. Der Ringnebel ist etwa 2 300 Lichtjahre von der Erde entfernt. Man geht davon aus, dass er sich vor ca. 2 000 Jahren gebildet hat und sich mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 30 km pro Sekunde ausbreitet. Die Oberflächentemperatur des Weißen Zwerges im Zentrum des Nebels beträgt rund 120 000 Grad Celsius.
Neueren Studien zufolge scheint es sich um einen bipolaren Nebel zu handeln, dessen Zentrum eine zylindrisch-symmetrische Struktur oder möglicherweise auch die Form einer Sanduhr besitzt. Die Symmetrieachse dieser Struktur weist beinahe genau auf die Erde, was dem Nebel sein charakteristisches ringförmiges Aussehen verleiht. Das äußere Nebelhalo hat eine eher kugelförmige Gestalt, obwohl sich darin eine beträchtliche Zahl komplexerer Strukturen befinden, wie auf der Aufnahme erkennbar.
Das Bild
Die Fotografie setzt sich aus Daten zusammen, die mit sechs verschiedenen Filtern gewonnen wurden. Die meisten Daten stammen von Aufnahmen durch das 1,23-m-Zeiss-Spiegelteleskop der Calar-Alto-Sternwarte (DSAZ), die innerhalb der offiziellen Beobachtungszeiten des „Andalusischen Netzwerks wissenschaftlicher und technologischer Diffusionsräume“ (RECTA) in Zusammenarbeit mit der spanischen Astrofotografengruppe „Documentary School of Astrophotography“ (DSA) entstanden sind. Mit Schmalband-Filtern, zentriert auf die Spektrallinien H-alpha und O-III, wurden Bilder mit unterschiedlichen Integrationszeiten aufgenommen, die insgesamt 18 Belichtungsstunden erreichen. Ergänzt wurden diese Daten durch Breitbandaufnahmen (Johnson-Filter B, V und R), die mit der am 3,5-m-Teleskop des Calar-Alto-Observatoriums montierten LAICA-Kamera unter ungünstigeren meteorologischen Bedingungen mit einer Gesamtintegrationszeit von 3 Stunden gewonnen wurden. Außerdem enthält das Bild 45 Minuten am selben Teleskop mit der Infrarotkamera Omega 2000 aufgenommener Archivbeobachtungen im Infrarotbereich, die auf die Spektrallinie des molekularen Wasserstoffs (2,12 Mikrometer) zentriert sind und dabei helfen, die Wellenfronten des schwächeren äußeren Nebelhalos zu definieren. Um die Schmalband- und Breitbandaufnahmen aufaddieren zu können, wurden sie mithilfe konkreter Farbtöne kodiert: Cyan steht für O-III, Rot für H-alpha (was kombiniert mit H-beta einen Violett-Ton ergibt) und Rot für molekularen Wasserstoff. Die Daten wurden von Vicent Peris, Jack Harvey, Steve Mazlin und José Luis Lamadrid mit dem Programm PixInsight verarbeitet. Das Bild hat eine Größe von 10 mal 11 Bogenminuten am Himmel. Der Himmelsnorden befindet sich oben und der Himmelsosten links.
Die außergewöhnliche Qualität dieses Bildes beruht auf mehreren Faktoren: die gute Himmelsqualität während der Beobachtungen mit dem 1,23-m-Teleskop, die benutzten Instrumente, eine detaillierte Planung der Beobachtungen und eine extrem sorgfältige Verarbeitung der Bilddaten. Die Verarbeitung mittels Dekonvolution, der die Bereiche mit höherer Signalstärke unterzogen wurden, führt in Verbindung mit der Rauschunterdrückung im Ergebnis zu einer der detailschärfsten Ansichten des Messier-Objekts, die jemals von der Erdoberfläche aus aufgenommen wurden. Die Technik der Signalrepräsentation durch Wavelets (Wavelet-Dekomposition) gewährleistet eine gleichbleibende Detailgenauigkeit für Strukturen unterschiedlicher Größe und über alle unterschiedlichen Helligkeitsbereiche des Objekts hinweg. Auf diese Weise wird vermieden, dass feine Farbabstufungen und Details „verschwinden“: Kontrast und Farbe der Sterne erscheinen nicht zu gesättigt und die Farbnuancen des stellaren Lichts bleiben außer bei extrem leuchtstarken Sternen überall erkennbar. Man beachte beispielsweise den farblichen Kontrast zwischen den beiden auffälligsten Sternen im zentralen Loch des Nebels: Der Weiße Zwerg im Zentrum des Gebildes unterscheidet sich in seinem bläulich-weißen Ton deutlich von der rötlichen Farbe des anderen Sterns (ein Himmelskörper ohne jede Beziehung zu dem Nebel, der dessen Bild nur überlagert, weil er rein zufällig in der Sichtlinie steht).
Das Bild enthält nicht
Bilder in hoher Auflösung
Bild des Ringnebels in der Leier aus der Dokumentarischen Fotogalerie des Calar-Alto-Observatoriums (DSAZ/RECTA/DSA). Vicent Peris (DSA/OAUV), José Luis Lamadrid (DSA/CEFCA), Jack Harvey (DSA/SSRO), Steve Mazlin (DSA/SSRO), Ana Guijarro (DSAZ). Der Abbildungsmaßstab beträgt 0,15” pro Pixel. Nicht komprimierte Version (TIFF). (76.8 MB)
Bild des Ringnebels in der Leier aus der Dokumentarischen Fotogalerie des Calar-Alto-Observatoriums (DSAZ/RECTA/DSA). Vicent Peris (DSA/OAUV), José Luis Lamadrid (DSA/CEFCA), Jack Harvey (DSA/SSRO), Steve Mazlin (DSA/SSRO), Ana Guijarro (DSAZ). Der Abbildungsmaßstab beträgt 0,15” pro Pixel. Komprimierte Version (JPEG). (5.1 MB)
OAUV = Astronomisches Observatorium der Universität Valencia, Spanien
Weitere Informationen
Astronomy Picture of the Day (2009.11.06)
© Calar Alto Sternwarte, Oktober 2009 Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann.
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Der Ringnebel in der Leier
nur den planetarischen Nebel (einschließlich seines Halos) und eine große Zahl von Sternen in unterschiedlichen Farben, sondern auch eine geradezu atemberaubende Menge an Hintergrundgalaxien. Auch sie erscheinen in unterschiedlichen Farbschattierungen, und bei vielen von ihnen ist die Morphologie erkennbar. Einen ganz besonderen Eindruck macht die ca. 300 Mio. Lichtjahre entfernte Spiralbalkengalaxie IC 1296. Lässt man die Augen über das Bild in voller Auflösung spazieren, entdeckt man eine Vielzahl weiterer Galaxien, die wie eine Hintergrundfolie für die (selbstverständlich alle zu unserer Galaxis gehörenden) Feldsterne wirken.