Carina: Ein Nebel, der aktiver ist als Pferdekopf und Orion zusammen?

Eine Kinderstube einiger der aktivsten Sterne unserer Galaxie

Ein riesiger Nebel in der Milchstraße

Der Carinanebel, auch bekannt als NGC 3372, ist eine der größten Sternentstehungsregionen in der Milchstraße. Dieser Nebel befindet sich etwa 7.500 Lichtjahre von der Erde entfernt im südlichen Sternbild Carina und strahlt dank der von seinen massereichen jungen Sternen freigesetzten Energie spektakuläres Licht aus. Es deckt eine Fläche von mehr als 300 Lichtjahren ab und ist damit ein konkurrenzloses kosmisches Labor für die Erforschung der Geburt, Entwicklung und des Todes von Sternen.

Eta Carinae: ein instabiles Sternenmonster

Zu seinen bemerkenswertesten Objekten gehört Eta Carinae, ein äußerst massereiches Sternensystem, das für seine seit dem 19. Jahrhundert beobachteten katastrophalen Ausbrüche bekannt ist. Die Intensität der ultravioletten Strahlung und der von diesen Riesen erzeugten Sternwinde verändert dauerhaft die Struktur der riesigen Molekülwolke und schnitzt Säulen, Hohlräume und Stoßwellen, in denen andere Sterne geboren werden.

Ein privilegierter Beobachtungsplatz für die moderne Astronomie

Dank Beobachtungen mit dem Hubble-Teleskop und neuerdings auch mit dem James-Webb-Weltraumteleskop konnten Astronomen die dichtesten Bereiche des Nebels untersuchen und dabei Protosterne und protoplanetare Scheiben entdecken. Diese Daten ermöglichen ein besseres Verständnis der Rückkopplungszyklen zwischen massereichen Sternen und dem interstellaren Medium, einem wesentlichen Mechanismus bei der Regulierung der Sternentstehung auf galaktischer Ebene.

Physikalische Eigenschaften und Vergleich mit anderen Nebeln

Die folgende Tabelle stellt die wichtigsten physikalischen Eigenschaften des Carina-Nebels im Vergleich zu denen anderer symbolträchtiger Nebel dar und unterstreicht so seinen außergewöhnlichen Charakter.

Quellen:Hubble-Standort der NASA, ESA/Hubble, JWST, ESO

Die neuesten Entdeckungen im Carinanebel

James-Webb enthüllt die feine Struktur von Staubsäulen

Seit 2022 das WeltraumteleskopJames Webb (JWST)ermöglichte die Erforschung des Carinanebels mit beispielloser Präzision im mittleren Infrarot ($\lambda = 3-28 \ \mu\text{m}$). Mit seiner Winkelauflösung von etwa 0,1''$ und seiner thermischen Empfindlichkeit untersuchte Webb die inneren Strukturen von Gas- und Staubsäulen – einschließlich der berühmten „Mystischen Berge“ – und enthüllte tief vergrabene Protosterne und sich ausbreitende Ionisationsfronten.

Diese Beobachtungen verdeutlichten die Bildung protoplanetarer Scheiben, was darauf hindeutet, dass die Auswirkungen der durch Sternwinde verursachten photoevaporativen Erosion nicht ausreichen, um den Akkretionsprozess vollständig zu unterbrechen. Dies stellt traditionelle Modelle in Frage, in denen UV-Strahlung von OB-Sternen das Gas zu schnell verteilt, um die Bildung von Planetensystemen zu ermöglichen.

Bipolare Jets und magnetische Fluktuationen

Eine weitere aktuelle Entdeckung betrifft dieBipolare Jetsausgehend von bestimmten Protosternen in der Bildung. Diese über mehrere Lichtjahre kollimierten Jets sind an den Rekombinationslinien von Wasserstoff ($\mathrm{H}\alpha$, $\mathrm{Br}\gamma$) sowie an den Rotationslinien von CO und H erkennbar₂. Ihre Dynamik ermöglicht es, Akkretionsraten und das Vorhandensein lokal intensiver Magnetfelder ($B \sim 10^{-4}$ T) abzuschätzen, die Materie um den Sternäquator lenken.

Durch diese Beobachtungen eingeschränkte magnetohydrodynamische Modelle (MHD) legen nahe, dass das Magnetfeld über die lokale Turbulenz des Mediums hinaus eine entscheidende Rolle bei der Ausrichtung der Strömungen und bei der Regulierung des Anfangsspins entstehender Sterne spielt.

Supernova-Vorläufer und LBV-Instabilität

Schließlich beobachteten Astronomen rundEta Carinae, neue Hinweise auf seine evolutionäre Instabilität vom Typ LBV (Luminous Blue Variable) an der Grenze zwischen Wolf-Rayet-Stern und bevorstehender Supernova. Schalen aus expandierendem Material, die während des Ausbruchs von 1843 emittiert wurden, kühlen durch Infrarotemission weiter ab und werden in den Fe II- und Si IV-Linien kartiert. Die Modellierung des Massenverlusts vor der Supernova deutet darauf hinEine Supernova-Explosion vom Typ IIn könnte innerhalb weniger tausend Jahre auftretenund hinterlässt einen Nebel, der mit schweren Elementen wie Kalzium, Eisen oder Titan angereichert ist.