Planetarische Nebel — das leise Ende

Der Supernova-Artikel erzählt das laute Ende — aber es ist die große Ausnahme. Über neunzig Prozent aller Sterne, die Sonne eingeschlossen, sterben leise: Sie explodieren nicht, sie lösen sich auf. Für ein paar zehntausend Jahre entsteht dabei eines der schönsten Objekte, die der Himmel kennt — ein planetarischer Nebel. Die Galerie hat gleich zwei eigene Anschauungsstücke: die Hantel M 27 — und den Ringnebel M 57 als Gegenprobe des Blickwinkels.

Vom Riesen zum Rauchring

Ein sonnenähnlicher Stern verbringt Milliarden Jahre damit, Wasserstoff zu Helium zu fusionieren — die ruhige Hauptreihenphase aus dem Lebenswege-Artikel. Am Ende bläht er sich zum Roten Riesen auf, wird instabil, pulsiert — und verliert dabei seine gesamte äußere Hülle ans All. Übrig bleibt der nackte Kern: kaum erdgroß, aber weit über 100.000 Grad heiß. Sein hartes UV-Licht ionisiert die davondriftende Hülle und bringt sie zum Leuchten — von innen nach außen geschichtet, türkises [O III] im Zentrum, rotes Hα am Rand.

Die Zeitachse ist der Witz der Geschichte: Jahrmilliarden Vorbereitung, Milliarden Jahre Nachspiel — und dazwischen ein Nebel, der nur einige zehntausend Jahre lang existiert. Ein planetarischer Nebel ist kein Ort, sondern ein Augenblick.

Die Sanduhr und der Blickwinkel

Kaum eine abgestoßene Hülle ist eine Kugel. Meist entweicht das Gas bevorzugt entlang einer Achse — gebremst von einem dichteren Gürtel am Äquator, geformt von Rotation, Magnetfeldern oder einem Begleitstern. Das Ergebnis ist eine Sanduhr, und was wir davon am Himmel sehen, ist vor allem eine Frage der Projektion: M 27 zeigt uns die Sanduhr von der Seite und wirkt dadurch wie eine Hantel; der berühmte Ringnebel M 57 ist aller Wahrscheinlichkeit nach ein sehr ähnliches Objekt — vom Pol aus gesehen.

Hantel und Ring sind keine verschiedenen Objektklassen, sondern zwei Blickwinkel auf dieselbe Grundform. Die Natur baut Sanduhren — der Himmel entscheidet, welche Silhouette wir davon bekommen.

Ein paar Dinge, die man dazu wissen sollte:

Mit Planeten haben sie nichts zu tun. Der Name ist ein Missverständnis aus dem 18. Jahrhundert: William Herschel erinnerten die kleinen runden Scheibchen im Teleskop an das grünliche Scheibchen seines frisch entdeckten Uranus. Der Name blieb — die Astronomie schleppt ihn seither mit sich herum.
Das Türkis führte die Physik jahrzehntelang an der Nase herum. Als William Huggins 1864 erstmals das Spektrum eines planetarischen Nebels aufnahm, fand er eine grüne Linie, die zu keinem bekannten Element passte — man taufte den mutmaßlichen Stoff »Nebulium«. Erst 1927 zeigte Ira Bowen: Es ist gewöhnlicher Sauerstoff in einem Zustand, den er nur in fast perfektem Vakuum einnehmen kann — die »verbotene« [O III]-Linie. Kein neues Element, sondern Gas, dünner als jedes Labor es damals herstellen konnte.
Sie sind selten, obwohl fast jeder Stern so endet. Ein paar tausend planetarische Nebel sind in der Milchstraße katalogisiert — bei hunderten Milliarden Sternen. Der Grund ist die Kurzlebigkeit: Wer nur zehntausende Jahre existiert, ist zu jedem Zeitpunkt fast nirgends zu sehen.
Sie sind Recycling-Stationen. Die abgeworfene Hülle trägt Kohlenstoff und Stickstoff, die der Stern in seinem Inneren erbrütet hat, zurück ins interstellare Medium — Rohstoff für die nächste Generation von Sternwiegen. Der Kohlenstoff in jedem Lebewesen ist durch genau solche Hüllen gegangen.
Die Sonne steht auf derselben Liste. In rund sieben Milliarden Jahren wirft auch sie ihre Hülle ab und endet als Weißer Zwerg. Ob ihr Nebel hell aufleuchtet, ist tatsächlich umstritten — ihre Masse liegt nahe an der Untergrenze, bei der der Kern schnell genug heiß wird, um die Hülle noch rechtzeitig zu ionisieren.
Alt heißt groß, blass und fast unsichtbar. George Abell fand 1955 auf den Platten des Palomar Sky Survey Dutzende planetarische Nebel, die allen vorher entgangen waren: weit ausgedehnte, ausgedünnte Hüllen am Ende ihrer Lebenszeit. Abell 79 in dieser Galerie ist einer davon — und sein Zentralstern ist ein kühler Zwerg, dessen Licht die beobachtete Ionisation gar nicht erklären kann. Erst ein heißer, unsichtbarer Begleiter macht die Rechnung rund. Doppelsterne im Zentrum gelten heute als Hauptgrund dafür, dass so viele Nebel Sanduhren statt Kugeln sind.
Für Duo-Band-Filter sind sie das Paradeobjekt. Planetarische Nebel leuchten fast ausschließlich in [O III] und Hα — exakt den beiden Linien, die der Filter passieren lässt. Warum Linienlicht sich so sauber herausfiltern lässt, erklärt der Farben-Artikel.