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Friday, April 10, 2020

5 interessante Fakten über den Katzenaugennebel

Der Katzenaugennebel oder andere Bilder strahlender bunter Gebilde im Kosmos beeindrucken regelmäßig die Menschen. Doch der Katzenaugennebel wird nur noch faszinierender, wenn man ihn aus astronomischer Sicht betrachten.

1.Im Katzenaugennebel wüsste man nicht, dass man sich in einem Nebel befindet.

Wenn man Gebilde wie den Katzenaugennebel sieht, könnte man meinen, es handle sich um massive Gebilde wie Sterne und Planeten. Und tatsächlich ist die Teilchendichte im kosmischen Nebeln etwas größer als im umliegenden All. Der Orionnebel hat etwa eine Teilchendichte von 1.000 Atomen pro Kubikzentimeter, im interstellaren Raum ist es etwas weniger. Allerdings würden wir, wenn wir in den Orionnebel oder auch in den Katzenaugennebel oder irgendeinen kosmischen Nebel fliegen würden, gar nicht merken, dass wir uns in einem Nebel befinden. Denn die Teilchendichte ist so gering, dass in diesen Nebeln fast ein Vakuum herrscht.

Eigentlich ist es sogar ein Vakuum, sogar ein viel besseres als das beste Vakuum, das wir auf der Erde künstlich herstellen können. Selbst im Ultrahochvakuum, in dem wissenschaftliche Experimente durchgeführt werden, gibt es etwa eine Millionen Teilchen pro Kubikzentimeter. Der einzige Grund, weshalb wir diesen Nebel scheinbar als Objekt wahrnehmen ist die Entfernung. Wir können die gesamte Materie auf einmal sehen, nur deshalb sehen wir einen Nebel überhaupt.

2.Die Farbpracht wäre mit bloßem Auge unsichtbar.

Auch diese Erklärung ist jedoch nur ein Teil der Wahrheit. Denn den Orionnebel zum Beispiel können wir mit etwas Glück mit bloßem Auge am Himmel sehen, doch von all der Farbenpracht, die wir auf Bildern des Hubble-Weltraumteleskops sehen können, ist nichts zu sehen. Der Orionnebel ist natürlich nicht vergleichbar mit dem Katzenaugennebel, denn das eine ist ein Sternenkreissaal, das andere ein Sternenfriedhof. Doch das Prinzip ist dasselbe. Sind diese Bilder also ein Fake? Nein, das sicher nicht.

Die Sache ist etwas komplizierter. Das Hubble-Weltraumteleskop vergrößert nicht wirklich, denn die beobachteten Objekte sind viel zu weit weg, als dass dies einen nennenswerten Effekt hätte. Ein Teleskop funktioniert im Grunde genommen genau wie ein Auge, es fängt das Licht auf, das Objekte reflektieren. Und weil ein Teleskop viel größer ist als ein Auge, kann es einfach viel mehr Licht auffangen. So kann es auch Dinge, die viel weniger Licht abstrahlen “sehen”.

Wenn wir nun ein riesiges Generationenraumschiff bauen und zum Katzenaugennebel fliegen würden, sähen wir dort rein gar nichts. Das liegt, daran, dass er einfach viel zu wenig Licht abstrahlt, weil die Teilchendichte wie bereits gesagt einem nach irdischen Maßstäben perfekten Vakuum entspricht. Nur mit Teleskopen können wir diese Nebel sehen und das geht nur, weil sie zum einen größere Spiegel haben und damit mehr Licht einfangen (sprich, das Objekt “heller” machen) und zum anderen das Licht über lange Zeit sammeln.

Das heißt aber nicht, dass die Bilder nicht echt sind. Sie sind die eigentliche Realität, unsere Augen sind nur nicht fähig, die Realität zu erfassen. Es gibt kein absolutes Aussehen von Objekten. Hätten wir mehrere Meter große Augen könnten wir auch solche Objekte sehen, hätten wir Augen, mit denen wir Infrarot-, Gamma-, Radio- oder Ultraviolettstrahlung wahrnehmen könnten, sähen wir wiederum ganz andere Dinge. Der Katzenaugennebel ist wirklich so spektakulär wie auf Bildern zu sehen – um die Wirklichkeit in ihrer vollen Bandbreite zu sehen, benötigen wir jedoch aus biologischen Gründen Teleskope.

3.Der Katzenaugennebel ist nicht einmal 1.000 Jahre alt.

Die Altersbestimmung eines planetarischen Nebels gestaltet sich recht einfach. Der Katzenaugennebel ist der Rest eines blauen Riesensterns, dessen nukleare Energiequelle versiegt ist und der seine äußeren Hüllen von sich gestoßen hat. Diese Hüllen sind es, die den leuchtenden Nebel bilden. Da sie vom Stern aus abgestoßen wurden, bewegen sie sich nach außen, wodurch planetarische Nebel eine begrenzte Lebenszeit haben.

Nimmt man die aktuelle Geschwindigkeit, mit der sich die Materie vom Zentrum entfernt an, kommt man auf ein Alter von etwa 1.000 Jahren. Da die Geschwindigkeit jedoch kontinuierlich abnimmt, müssen sich die Hüllen direkt nach der Explosion deutlich schneller entfernt haben, was bedeutet, dass der Katzenaugennebel vermutlich erst einige hunderte Jahre alt ist, was für einen planetarischen Nebel sehr wenig ist. Und für viele weitere Jahre werden wir den Nebel noch bestaunen können.

4.Der Katzenaugennebel ist einer der komplexesten planetarischen Nebel überhaupt.

Die Erklärung, der Katzenaugennebel sei ein Stern, der seine äußeren Hüllen abgestoßen hat, ist etwas vereinfacht. Tatsächlich stirbt ein Stern in Etappen, er stößt seine Hüllen also in mehreren Schritten ab. Dies führte zur Bildung von insgesamt elf in regelmäßigen Abständen angeordneten Ringen um die hellere Region des Nebels.

Doch überhaupt beobachtet man auch in Regionen näher des Zentrums Strukturen, die in dieser Komplexität sonst bei keinem bekannten planetarischen Nebel zu finden sind. Dazu gehören etwa Ströme aus Strahlung aus dem Zentrum, genannt Jets oder hell leuchtende Bögen, deren Ursprung noch nicht final geklärt ist.

Zudem gibt es eine sogenannte Akkretionsscheibe, in der Materie in Richtung Zentrum strömt, weshalb man vermutet, dass es sich bei dem Zentralkörper des Nebels um einen Doppelstern handelt. Umgeben ist der Nebel von einem riesigen Halo, einem großen Bereich aus Materie, in den der Nebel eingebettet ist.

Der Kern des Nebels ist von der Wechselwirkung zwischen der Materie des Nebels mit dem sogenannten Sternwind geprägt. Das ist ein schneller Materiestrom, der von einem Stern ausgeht. Wenn dieser auf die ausgeworfene Materie trifft, wird Röntgenstrahlung emittiert. Derselbe Sternwind hat die Materie aus dem unmittelbaren Umfeld des Sterns verdrängt und eine Blase um dieses geschaffen. Doch wieso und durch welche Prozesse gerade der Katzenaugennebel diese komplexe Strukturen aufweist, ist unbekannt und Gegenstand aktueller Forschungen.

5.Der Katzenaugennebel ist der erste Nebel, dessen Spektrum bestimmt wurde.

Der Katzenaugennebel ist trotz der Vielzahl an offenen Fragen einer der am besten erforschten planetarischen Nebel. Das begann mit seiner frühen Entdeckung am 15. Februar 1786 von Wilhelm Herschel, dem Entdecker und Namensgeber (er war übrigens tatsächlich Brite…) des Planeten Uranus. Bereits 1864 untersuchte William Huggins, ein Amateurastronom, das elektromagnetische Spektrum des Katzenaugennebels. Damit war der Katzenaugennebel der erste planetarische Nebel überhaupt, bei dem dieses Verfahren durchgeführt wurde. Diese Untersuchen legten eindeutig nahe, dass der Katzenaugennebel ein Gebilde aus extrem verdünnten Gas ist.

Das war das erste Mal, dass das Wesen planetarischer Nebel ergründet wurde. Doch Huggins´ Beobachtungen waren nur der Anfang, mittlerweile wurde der Katzenaugennebel in fast allen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums beobachtet, unter anderem auch von Weltraumteleskopen wie Hubble und Chandra. Doch um dem Katzenaugennebel seine letzten Geheimnisse zu entlocken, wird es wohl noch viele weitere Beobachtungen benötigen. Weniger beeindruckend wird ihn das nicht machen, den Katzenaugennebel.

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