London (Großbritannien) – Im Innern des bekannten Ringnebels (Messier 57) haben europäische Astronomen eine Entdeckung gemacht, die selbst erfahrene Forscher überrascht: Mitten im Inneren der ikonischen planetarischen Nebelstruktur befindet sich eine bislang unbekannte, balkenförmige Wolke aus ionisiertem Eisen.
Quelle/Copyright: University College London / CC BY 4.0
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Wie das Team um Dr. Roger Wesson vom University College in London aktuell im Fachjournal „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ (DOI: 10.1093/mnras/staf2139) berichten, wurde die Struktur mit einem neuen hochauflösenden Hochleistungsinstrument WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer) am William-Herschel-Teleskop auf La Palma identifiziert.
Einer der meistfotografierten kosmischen Nebel
Rund 2.300 Lichtjahre entfernt im Sternbild Leier gelegen, gilt der Ringnebel seit Jahrhunderten als Paradebeispiel für das Endstadium sonnenähnlicher Sterne. Er entstand, als ein alternder Stern seine äußeren Hüllen abstieß und einen farbenprächtigen Gasschalenring zurückließ. Nun zeigt sich: Im Zentrum dieser vermeintlich gut verstandenen Struktur verbirgt sich ein Objekt, das nicht in die bisherigen Modelle passt.
Quelle: NASA, ESA
Der neu entdeckte „Eisenbalken“ besitzt eine Länge von rund 500 Pluto-Umlaufbahnen und eine Eisenmasse, die in etwa der des Planeten Mars entspricht. Er liegt exakt innerhalb der inneren Ellipse des Nebels und hebt sich deutlich von den umgebenden Gas-Strukturen ab.
WEAVE nutzt ein Bündel aus Hunderten Glasfasern, um das Licht des Nebels punktgenau in seine Wellenlängen zu zerlegen. Dadurch konnten die Forscher erstmals an jedem Punkt des Ringnebels seine chemische Zusammensetzung bestimmen und zuordnen. Beim Durchsehen der Daten stieß das Team auf eine auffällige, zuvor völlig unbekannte Struktur: eine dichte Ansammlung ionisierter Eisenatome in Balkenform, mitten im Herz des Nebels.
Eine bislang unbekannte Struktur
Warum sich dort ausgerechnet Eisen in dieser Form gesammelt hat, ist bislang völlig unklar. Zwei Erklärungsansätze stehen im Raum: Zum einen könnte der Eisenbalken ein Relikt der Entstehungsgeschichte des Nebels sein und Hinweise darauf liefern, wie der Mutterstern seine Hülle abgestoßen hat. Zum anderen – deutlich brisanter – könnte es sich um die Überreste eines einst existierenden Gesteinsplaneten handeln, der vom expandierenden Stern verdampft und zu einem Plasmabogen aus Eisen zerlegt wurde.
Quelle/Copyright: University College London / CC BY 4.0
Sollte sich diese zweite Hypothese bestätigen, wäre der Eisenbalken ein direkter Hinweis darauf, dass planetare Körper im Todeskampf eines Sterns vollständig zerstört und in interstellare Materie verwandelt werden können. Das hätte weitreichende Konsequenzen für unser Verständnis der Zukunft unseres eigenen Sonnensystems, wenn die Sonne in einigen Milliarden Jahren in ein ähnliches Stadium eintritt.
Noch fehlen entscheidende Daten, um die Herkunft des Eisens eindeutig zu klären. Die Forscher wollen nun prüfen, ob neben Eisen auch andere Elemente in dem Balken vorkommen. Ihre Zusammensetzung könnte verraten, ob es sich um stellare Auswurfmaterie oder um die Überreste eines ehemaligen Planeten handelt. Weitere Beobachtungen mit höherer spektraler Auflösung sind bereits geplant.
Suche nach weiteren Strukturen
Das Entdeckungsteam rechnet zudem damit, dass der Ringnebel kein Einzelfall ist. Wenn ähnliche Eisenstrukturen auch in anderen planetarischen Nebeln gefunden werden, könnte dies auf einen bislang übersehenen physikalischen Prozess hindeuten, der beim Sterben von Sternen regelmäßig abläuft. WEAVE soll in den kommenden Jahren zahlreiche weitere Nebel in der Milchstraße untersuchen und könnte damit eine ganze neue Klasse kosmischer Phänomene ans Licht bringen.
Die Entdeckung zeigt eindrucksvoll, wie wenig wir selbst über scheinbar gut erforschte Objekte wissen. Der Ringnebel, seit über 240 Jahren bekannt und eines der meistfotografierten Himmelsobjekte, entpuppt sich erneut als Quelle fundamentaler Rätsel.
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