3 Fotos vom Katzenkopfnebel – welches ist das schönste?
7700 bis 9600 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet sich im südlichen Sternbild Schiffskiel der Carinanebel (NGC 3372). Ein kleiner Teil dieses Emissionsnebels besteht aus dem Katzenkopfnebel, einer dunklen Staubsäule, die wie eine Katze aussieht, die uns den Rücken zuwendet. Der Kopf ist nach rechts gedreht, und anstelle einer Pupille leuchtet ein roter Punkt. Es handelt sich vermutlich um einen jungen Stern, der noch teilweise im Staub gefangen ist.
Ende Oktober haben das Hubble-Weltraumteleskop und das James-Webb-Weltraumteleskop den Katzenkopfnebel ins Visier genommen. Das Resultat sind drei unterschiedliche Aufnahmen desselben Objekts. Gemeinsam enthüllen die Teleskope einen jungen Stern, ein leuchtend rotes Auge und eine Struktur, die langsam verdunstet.
Das sieht Hubble: Eine dunkle Silhouette
Im sichtbaren Licht bei 475 Nanometern (Cyan), 502 Nanometern (Blau), 656 Nanometern (Grün) und 673 Nanometern (Rot) erscheint der Katzenkopfnebel als undurchsichtige, dunkelbraune Staubsäule. Da in Orange auch noch Nahinfrarot mit hinzugefügt wurde, gibt das linke Teilbild nicht exakt den visuellen Eindruck mit dem Auge wieder. Trotzdem hält Hubble ungefähr fest, was auch unser Auge sehen würde: eine dichte Säule, die das Licht des dahinterliegenden Gases und der Sterne abschirmt.
Entlang des rechten Randes der «Katze» verläuft ein schmaler, gelblicher Rand. Dieser helle Saum ist charakteristisch für Gas, das durch ultraviolette Strahlung von nahegelegenen massereichen Sternen ionisiert wird. Genau dort findet Photoverdampfung statt: Die energiereiche Strahlung erhitzt das Gas und treibt es sozusagen davon.
Um die dunkle Säule herum färbt sich das Hintergrundgas im oberen Bereich (hell-)blau und geht nach unten hin in Gelb, Orange und Rot über. Dabei erfasst das Hubble-Teleskop Licht von Sauerstoff-, Wasserstoff- und Schwefelemissionen sowie Sternenlicht, das durch Staub gestreut wird. Diese Farbvariationen verraten eine komplexe Mischung aus angeregten Gasen, Staub und Sternenlicht.
Der Infrarot-Blick von Webb
Die beiden anderen Bilder (in der Mitte und rechts) entstanden mit dem James-Webb-Teleskop, das mithilfe der an Bord befindlichen Near Infrared Camera (NIRCam) und des Mid Infrared Instrument (MIRI) direkt durch einen Teil dieses Staubs hindurchblickt. Das NIRCam-Bild zeigt den Nebel im Nahinfraroten bei Wellenlängen zwischen 900 und 4700 Nanometern, die MIRI-Aufnahme zwischen 7700 und 15'000 Nanometern.
Im nahen Infrarot wird die Säule transparenter, und Details an der Oberfläche treten schärfer hervor. Links der Katze tauchen vage, geisterhafte Filamente auf: zarte Strukturen, die von der Strahlung massereicher Sterne beleuchtet und langsam abgetragen werden. Ausserdem erscheint ein dichter Sternenschwarm in der Farbkomposition blau und gelb. Doch selbst im Infrarotbereich bleiben einige Sterne hinter Staub verborgen.
Das rote «Auge» bleibt auch bei Webb sichtbar. Im nahen Infrarot zeigt sich zudem eine schwache, strahlenartige Struktur im Bauchbereich der Katze, möglicherweise ein Ausfluss eines jungen Sterns in der Nähe.
Im mittleren Infrarot, wo warmer Staub und kohlenstoffhaltige Moleküle aufleuchten, werden die feinen Kügelchen und Stränge links von der Hauptsäule besonders deutlich. Rechts von der Säule erscheint eine hellgelbe Quelle vor einem rötlichen Hintergrund: wahrscheinlich ein Sternembryo, der noch tief im Staub eingehüllt ist.
Die beiden Teleskope zeigen, wie unterschiedlich ein und dasselbe Objekt je nach der Wellenlänge, mit der man es betrachtet, aussehen kann. Hubble zeigt die Aussenseite, die dunkle Silhouette und die Ionisationsfronten. Webb zeigt, was sich dahinter und darin verbirgt: die Sterne, die warmen Staubpartikel, die verborgenen jungen Objekte, die sich noch in der Entstehung befinden.
Ein vergänglicher Kopf
So unverkennbar die Form auch sein mag, der Katzenkopfnebel ist kein dauerhaftes Gebilde. Die intensive ultraviolette Strahlung und die Sternwinde der massereichen Sterne im Carinanebel erodieren die umgebenden Gas- und Staubwolken kontinuierlich. Was übrig bleibt, ist das dichtere Material, das so lange Widerstand leistet, wie es kann. Mit der Zeit löst sich auch diese Struktur auf. Die «Katze» ist eine Momentaufnahme in einem viel grösseren Prozess: der Entstehung und Entwicklung von Sternen in einer der aktivsten Sternenwiegen der Milchstrasse.
Der Katzenkopfnebel ist zwar klein innerhalb des Carinanebels, aber alles andere als unbedeutend. Gerade in solchen erodierten Staubsäulen werden die Bedingungen sichtbar, unter denen neue Sterne entstehen, und wie diese Umgebung anschliessend wiederum durch die Strahlung der bereits vorhandenen Sterne abgetragen wird. Hubble und Webb ergänzen sich dabei: Das eine Instrument zeigt den zerstörerischen Rand, das andere den verborgenen Inhalt. Es ist eine Lektion darüber, wie Sterne und ihre Umgebung sich gegenseitig prägen und wie vergänglich dieses Gleichgewicht ist. (dhr)
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