Hey, der letzte Stern stirbt

In Milliarden von Jahren, wenn sich unsere Sonne dem Ende ihres Lebens nähert und Heliumkerne mit ihrem Kern verschmelzen, wird sie dramatisch anschwellen und sich in einen sogenannten roten Riesenstern verwandeln. Nachdem er Merkur, Venus und Erde mit der Schwierigkeit des Aufstoßens verschluckt hatte, wurde er so groß, dass er seine äußeren Gas- und Staubschichten nicht mehr halten konnte.

In einem glorreichen Finale werden diese Schichten in den Weltraum explodieren und einen wunderschönen Lichtschleier bilden, der Tausende von Jahren lang wie eine Neonreklame leuchten wird, bevor er verblasst.

Die Galaxie ist übersät mit Tausenden dieser juwelenartigen Monumente, die als planetarische Nebel bekannt sind. Es ist das natürliche Endstadium von Sternen, das von der halben bis zur achtfachen Masse der Sonne reicht. (Die meisten massereichen Sterne haben ein heftigeres Ende, eine Explosion, die als Supernova bezeichnet wird.) Planetarische Nebel treten in einer schwindelerregenden Vielfalt an Formen auf, wie Namen wie Southern Crab, Cat’s Eye und Butterfly andeuten. Aber trotz seiner Schönheit war es für Astronomen auch ein Rätsel. Wie taucht ein kosmischer Schmetterling aus dem scheinbar nichtssagenden runden Kokon eines roten Riesensterns auf?

Beobachtungen und Computermodelle weisen nun auf eine Erklärung hin, die vor 30 Jahren seltsam erschienen wäre: Die meisten Roten Riesen haben einen viel kleineren Begleitstern, der sich in den Armen der Schwerkraft versteckt. Dieser zweite Stern bildet die Verwandlung in einen planetarischen Nebel, so wie ein Töpfer eine Schüssel auf einer Töpferscheibe formt.

Die vorherrschende Theorie der planetarischen Nebelbildung umfasste zuvor nur einen Stern – den Roten Riesen selbst. Mit nur einer schwachen Gravitationskraft auf seinen äußeren Schichten verliert es gegen Ende seines Lebens sehr schnell an Masse und verliert jedes Jahrhundert bis zu 1 Prozent. Es kommt auch wie ein Topf mit kochendem Wasser unter der Oberfläche heraus, wodurch die äußeren Schichten ein- und ausströmen. Astronomen stellten die Hypothese auf, dass diese Impulse Stoßwellen erzeugen, die explodieren Gas und Staub im Weltraum, wodurch der sogenannte Sternenwind entsteht. Es würde jedoch sehr viel Energie erfordern, diese Materie vollständig auszutreiben, ohne dass sie in den Stern zurückfällt. Kann kein sanftes Ausatmen sein, dieser Wind; Sie brauchen die Kraft einer Raketenexplosion.

Nachdem die äußere Schicht des Sterns entkommen ist, kollabiert die viel kleinere innere Schicht zu einem Weißen Zwerg. Dieser Stern, viel heißer und heller als der Rote Riese, von dem er stammt, leuchtet auf und erwärmt das entweichende Gas, bis das Gas von selbst zu leuchten beginnt – und wir einen planetarischen Nebel sehen. Der gesamte Prozess ist nach astronomischen Maßstäben sehr schnell, nach menschlichen Maßstäben jedoch langsam und dauert normalerweise Jahrhunderte bis Tausende von Jahren.

Bis zum Start des Hubble-Weltraumteleskops im Jahr 1990 „waren wir sicher, dass wir auf dem richtigen Weg waren“, um den Prozess zu verstehen, sagt Bruce Balick, Astronom an der University of Washington. Dann waren er und sein Kollege Adam Frank von der University of Rochester in New York auf einer Konferenz in Österreich und sahen die ersten Hubble-Bilder planetarischer Nebel. „Wir gingen Kaffee trinken, sahen die Bilder und wussten, dass sich das Spiel geändert hatte“, sagt Balik.

Astronomen nahmen an, dass die Roten Riesen kugelsymmetrisch waren und dass der runde Stern einen planetarischen kreisförmigen Nebel erzeugen sollte. Aber das hat Hubble nicht gesehen – nicht einmal annähernd. „Es wird deutlich, dass viele planetarische Nebel asymmetrische, zentrierte Strukturen haben“, sagt Joel Kastner, Astronom am Rochester Institute of Technology. Hubble enthüllte bemerkenswerte Lappen, Flügel und andere Strukturen, die nicht rund waren, sondern symmetrisch um die Hauptachse des Nebels, als würden sie sich um eine Töpferscheibe drehen.