Ein sterbender Stern, der von Gas umgeben ist, nimmt auf den neuen Bildern des James-Webb-Weltraumteleskops das Aussehen eines Löwengesichts an. Hinter dieser spektakulären Form enthüllen die Infrarotbeobachtungen von NGC 2392 vor allem kleine Staubklumpen, mehrere Gashüllen und die Auswirkungen der Strahlung, die vom sehr heißen Überrest des Zentralsterns ausgeht.
NGC 2392 ist ein planetarischer Nebel. Trotz seines Namens hat er nichts mit einem Planeten zu tun. Es handelt sich um Materie, die von einem Stern ausgestoßen wurde, der das Ende seiner Existenz erreicht hat. Der Stern hat seine äußeren Schichten nach und nach abgestoßen, die heute die sichtbaren Strukturen um sein Zentrum bilden.
Das James-Webb-Weltraumteleskop hat den planetarischen Nebel NGC 2392, auch Löwennebel genannt, mit den Instrumenten NIRCam und MIRI fotografiert.
Die Überreste des Zentralsterns sind der Ursprung der Struktur des Nebels, insbesondere einer „Mähne“ aus ionisiertem Gas und Staub in Form eines Löwenkopfes.
Bild: NASA, ESA, CSA, STScI; Bildbearbeitung: Alyssa Pagan (STScI)
Dieses Zentrum enthält nun einen Weißen Zwerg, den sehr dichten und heißen Überrest des früheren Sterns. Seine Strahlung liefert Energie für das umgebende Gas. Dadurch verändert sie die Materie, die seit mehreren tausend Jahren ausgestoßen wird, und trägt zur Entstehung der verschiedenen sichtbaren Bereiche im Nebel bei. James-Webb beobachtet diese Materie im Infrarotbereich, einer für unsere Augen unsichtbaren Strahlung.
Diese Fähigkeit ergänzt die Bilder, die das Hubble-Weltraumteleskop im sichtbaren Licht aufgenommen hat. Die großen allgemeinen Formen bleiben erkennbar, aber das Infrarot bringt andere Details zum Vorschein. Die NIRCam-Kamera beobachtet hauptsächlich im nahen Infrarot. Das MIRI-Instrument untersucht längere Wellenlängen, die besonders nützlich sind, um bestimmte Staub- und Gasstrukturen zu unterscheiden.
Die neuen Beobachtungen zeigen unter anderem zahlreiche kleine Klumpen, die in der Region verteilt sind, die an die Mähne des Löwen erinnert. Die Materie ist also nicht in einer einfachen regelmäßigen Hülle angeordnet. Sie bildet Filamente, dichtere Bereiche und mehrere Schalen, die während aufeinanderfolgender Phasen des Materieverlusts des Sterns entstanden sind.
Um dieses Aussehen zu verstehen, muss man sich einen Stern vorstellen, der nicht seine gesamte Hülle auf einmal verliert. Seine Pulsationen und Winde schleudern Materie zu verschiedenen Zeiten und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ins All. Die jüngeren Schichten können anschließend auf zuvor ausgestoßenes Material treffen. Auch die Strahlung des Weißen Zwergs wirkt auf dieses Gas ein.
Diese Bilder ermöglichen es daher, die Geschichte des Nebels anhand seiner heutigen Struktur zu untersuchen. Die verschiedenen Hüllen bewahren Spuren der Phasen, die der Stern durchlaufen hat. Für Astronomen dienen ihre Form, Zusammensetzung und Temperatur dazu, zu rekonstruieren, wie ein Stern mit einer ähnlichen Masse wie die Sonne allmählich sein Leben beendet.
Die Beobachtungen von NGC 2392 müssen nun anhand ihrer unterschiedlichen Wellenlängen verglichen werden. Indem Astronomen die Daten von NIRCam und MIRI mit den früheren Beobachtungen von Hubble vergleichen, können sie Staub und ionisiertes Gas genauer voneinander trennen, also Gas, dessen Atome durch die energiereiche Strahlung des Zentralsterns Elektronen verloren haben.