Astronomen korrigieren Modelle für Endstadium der Sternentwicklung
Die meisten Sterne erzeugen am Ende ihres Lebens einen Planetarischen Nebel – eine helle Gaswolke, die den sterbenden Stern einhüllt. Doch unsere Sonne nicht, sie enthält zu wenig Masse – so die bisherige Vorhersage der Astronomen. Jetzt korrigiert ein internationale Forscher-Trio diese Prognose: Auch relativ massearme Sterne wie unsere Sonne stoßen am Ende ihrer nuklearen Energieerzeugung ausreichen Materie ins All, um einen weithin sichtbaren Planetarischen Nebel zu erzeugen. Damit sei die bislang mysteriöse Unabhängigkeit der Verteilung der Helligkeiten Planetarischer Nebel vom Alter der Sternpopulationen ihrer Galaxien endlich erklärt, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.
„Planetarische Nebel markieren den Übergang von einem Roten Riesen zu einem Weißen Zwerg“, erläutern Krzysztof Gesicki Nicolaus-Copernicus-Universität im polnischen Torun. „Bislang haben die Sternentwicklungsmodelle vorhergesagt, dass Sterne ursprünglich etwa die doppelte Masse unserer Sonnen besitzen müssen, um eine solche hell leuchtende Gashülle zu bilden.“ Das Problem: Helle Planetarische Nebel gibt es auch in elliptischen Galaxien zuhauf – die alten Sternenpopulationen in solchen Systemen enthalten aber gar keine ausreichend massereichen Sterne mehr.
Tatsächlich zeigen Beobachtungen sogar, dass die „Leuchtkraftfunktion“ der Planetarischen Nebel, also die Verteilung ihrer wahren Helligkeiten, nahezu unabhängig von der Art ihrer Heimatgalaxie und der dortigen Sternenpopulation ist. Doch für Sternpopulationen mit einem Alter von einer Milliarde Jahren müssten die Planetarischen Nebel etwa 400-mal heller sein als für zehn Milliarden Jahre alte Sternpopulationen. Beobachtung und Theorie klafften hier bislang also weit auseinander.
Wie Gesicki und seine Kollegen ausführen, haben sich jedoch in den vergangenen Jahren aufgrund neuer Beobachtungen und verbesserter Computermodelle eine ganze Reihe neuer Erkenntnisse über die letzte Phase der Sternentwicklung ergeben. Insbesondere zeigte sich, dass sich die Sterne während der Entstehung Planetarischer Neben zehnmal schneller entwickeln als bislang angenommen. Die neuen Modelle liefern zudem nicht nur andere Ausgangsmassen der Sterne bei der Entstehung der Planetarischen Nebel, sondern auch eine höhere Leuchtkraft dieser Gashüllen. Gesicki und seine Kollegen haben nun diese neuen Erkenntnisse zusammengefügt, Entwicklungswege von Sternen unterschiedlicher Masse analysiert und so die Leuchtkraftverteilung der Planetarischen Nebel berechnet. Ihr Ergebnis ist nun in guter Übereinstimmung mit der Beobachtung und insbesondere kaum noch abhängig vom Alter der Sternpopulation. Und zur Überraschung der Forscher zeigte sich, dass auch Sterne wie unsere Sonne beim Übergang vom Roten Riesen zum Weißen Zwerg einen Planetarischen Nebel produzieren – wenn auch keinen besonders hellen.
Bildquelle: Nasa