Der Ringnebel – Messier 57

Als Paradeobjekt steht er momentan hoch am Himmel. Fast jeder kennt ihn, jeder Astrofotograf hat ihn abgelichtet. Ich hab mal länger als üblich draufgehalten, auch in H-alpha und im Infraroten.

M57 ist ein planetarischer Nebel. Wenn man ihn mit einem kleinen Fernrohr beobachtet, sieht man sofort, wie diese Klasse von Objekten zu ihrer Bezeichnung kam. Er sieht nämlich verdammt klein aus und erscheint einem wie ein Planet. Die alten Beobachter waren auf neue Planeten aus und fühlten sich durch die Dinger genervt. So entstand der erste Katalog von Charles Messier, der alle störenden Objekte am Himmel erfassen sollte, die keine Planeten und keine Kometen waren. Die Nummer 57 im Katalog erhielt der Ringnebel in der Leier, unweit der Wega.

Ich erinnere mich sogar noch an meine ersten erfolglosen Versuche ihn zu finden. So winzig hatte ich mir das Ding nicht vorgestellt und ihn auch nicht gefunden..

Hier die neue Aufnahme aus den letzten Tagen.

Die Entfernung von M57 wird bei Simbad mit etwa 2560, bzw. 2900 Lichtjahren angegeben . Das recht helle Scheibchen liegt zwischen den Sternen Beta Lyrae und Gamma Lyrae, was die Auffindung erleichtert.

Die von einem früheren Roten Riesen abgestoßenen äußersten Schichten umgeben den nun zum Weißen Zwerg gewordenen Zentralstern. Seine intensive, ultraviolette Strahlung, bei einer Oberflächentemperatur von ca. 70000 – 120000 Kelvin (sog genau weiß man das nicht), ionisiert die zuvor abgestoßenen Hüllen und bringt sie, je nach Zusammensetzung, in verschiedenen Farben zum Leuchten . Im innersten Bereich deutet die blaue Farbe auf das Vorhandensein von heißem HeII (4686A) und HI (4861A) hin. Die grünen Töne stammen hier vom O[III]. Sie haben Wellenlängen von 4959A und 5007A. In dem folgenden Film mußte ich lernen, dass die hell rote Farbe Stickstoff markiert und nicht von H-alpha stammen soll.

 

Quelle: https://svs.gsfc.nasa.gov/31045

hier ein Spektrum von M57, das zeigt, Rot kommt von H-alpha und von NII.

https://apps.williams.edu/nebulae/spectra.php?neb=NGC%206720

Von dem im infraroten leuchtenden Wasserstoff, von dem berichtet wird, ist in diesem Spektrum nichts zu sehen. Die äußersten Bereiche sind wohl zu lichtschwach. Das es das IR-Licht gibt zeigen Aufnahmen des Spitzer-Teleskops und unsere eigenen Bilder. Wie diese Strahlung entsteht:

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1987ApJ…322..412B/abstract

Ich interpretiere das was wir sehen so: Ein ca. zwei bis drei Milliarden Jahre alter Stern von ca. 2-5 Sonnenmassen wird am Ende seiner Tage intabil und wirft in mehreren Ausbrüchen, sukzessive seine äußeren Hüllen ab. Das ist ganz normal. Da der Stern einen typischen Schichtenaufbau hat, finden wir im äußeren Bereich des Nebels, Wasserstoff, schwach rot leuchtend. Im Kernbereich des Sterns wurde Helium fusioniert, das wir blau leuchtend im inneren Bereich des Rings finden. Im Kern entstanden in der Spätphase C, N und  O. Auch von diesem Material wurde einiges nach außen transportiert und abgestoßen, wir sehen es grün in den O[III]-Linien und rot im NII. Der Kohlenstoff zeigt keine starken Linien im sichtbaren Spektrum.

Das folgende Bild zeigt die nähere Umgebung von M57 in geringer spektraler Auflösung. Während hier die Sterne jeweils einen durchgängigen Strich, ein durchgängiges Spektrum erzeugen, bildet sich der Ringnebel in drei einzelnen Bildchen ab. Als extrem dünnes Gas leuchtet er nur in ganz wenigen, charakteristischen Bereichen des Spektrums. Von links nach rechts sind das die tiefrote H-alpha-Linie gefolgt von den zuvor erwähnten “verbotenen” Sauerstofflinien (obwohl ich mir nicht sicher bin, wenn ich die Abstände betrachte ???).

Die nordwestlich des Ringnebels liegende Balkenspiralgalaxie IC 1296 ist mit ca. 230 Millionen Lichtjahren 100000x  entfernter als M57.

Hier noch ein Bild, das Harald Simon mit dem 1m-Cassegrain auf dem Hohen List für mich gemacht hat. Es wurde ein Dual-Band Filter benutzt, das nur den O[III] und H-alpha Bereich durchläßt. Insgesammt wurde es zu kurz belichtet. Ich hatte bei der Bearbeitung ein ziemliche Mühe, das Bild so hinzubekommen. Interessanterweise ist der Zentralstern nur mühsam zu entdecken. Das ist so, weil der sehr heiße Stern die Mehrzahl seiner Photonen im UV abstrahlt, also zu wenige im schmalen Filterbereich.

Noch ein paar interessante Links zum Thema:

The Three-Dimensional Ionization Structure and Evolution of NGC 6720, The Ring Nebula