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50. Woche - Der Nebel um den Wolf-Rayet-Stern WR 134

| Astrofoto der Woche

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Heute geht es um eine Bildpräsentation aus dem Sternbild Schwan. Gegenstand ist der Nebel um den Wolf-Rayet-Stern WR 134. Dieser liegt grob gesagt in der hellen Milchstraßenwolke zwischen Gamma Cygni und Beta Cygni (Albireo). Bildautor ist Axel Rau, Mitglied der VdS-Fachgruppe Astrofotografie. Das bemerkenswerte Bild (dessen Besonderheit unten beschrieben wird) entstand während einer langen Phase: 17.6.21, 11.7.21, 8.8.21, 20.8,21, 2.9.21, 18.9.21 und 16.8.22 - ein Zeitraum länger als ein Jahr. Die Belichtungsserien entstanden in Axels Gartensternwarte in Pfullendorf/Bayern. Aufnahmeoptik war ein 10-Zoll-Newton f/4 (Marke Lacerta), und 2022 kam ein 8-Zoll-Newton als paralleles Instrument hinzu, ebenfalls von Lacerta. Die verwendete Kamera war anfangs eine ZWO ASI1600MM, später eine ZWO ASI294MM Pro. Abgesehen vom LRGB-Filterset wurden Schmalbandfilter von Astrodon mit HWB = 5 nm eingesetzt. Belichtet wurde 113 x 5 min in Hα, 148 x 5 min in [OIII], dazu dann je 11 x 3 min in R und G, 10 x 3 min in B und 9 x 3 min in L. Der Bildautor merkt an: "Mit dem [OIII]-Filter wurde bewusst länger belichtet, um die Nebelstrukturen in [OIII] besser darzustellen." Wie wahr das ist, zeigt sich weiter unten! Das Bild zeigt Norden oben und Osten links bei 55.8' x 39.7' Gesichtsfeld.

Die folgenden Bearbeitungsschritte in PixInsight waren wesentlich:
- Kalibration und ImageIntegration aller Rohbilder
- Rauschreduzierung der Rohbilder mit MureDenoise
- Getrennte Bearbeitung der Hα- und [OIII]-Kanäle, d.h.:
- Streckung mit HistogramTransformation
- Sterne entfernen mit StarNet2
- Kontrastanhebung mit LocalHistrogramTransformation
- Kombination der beiden Schmalbandkanäle mit PixelMath zu einem RGB-Bild
- LRGB-Kombination mit einer Synth. Luminanz aus den beiden Schmalbandkanälen
- Einfügen der Sterne aus dem Hα-Kanal mit PixelMath
- Einfügen der Sternfarben aus dem RGB mit dem Script NRStarColorsFromRGB

Was zeigt uns das AdW? Der wichtigste "Akteur" ist der Wolf-Rayet-Stern WR 134 bei den Pixelkoordinaten (2239/1355) - dazu bitte das Originalbild herunterladen (unten hinter dem AdW-Text). Das Gesichtsfeld wird jedoch vollkommen von Nebeln beherrscht, die einen chaotischen Verlauf und teilweise sehr verworrene Formen aufweisen. Wie ist das zu verstehen? Zunächst: Das Sternbild Schwan liegt in der hellen nördlichen Milchstraße innerhalb der galaktischen Ebene mit vielen jungen Sternen und teilweise dichtem interstellarem Staub und Gas. Junge Sterne, gerade die massereichen O- und B-Sterne, haben einen beträchtlichen Masseverlust durch ihre ausgesandten Sternwinde. Diese Winde prallen auf das interstellare Medium und verformen es. Die O-Sterne erreichen regulär ein Alter von nur wenigen Millionen Jahren und explodieren dann als Supernovae. Gerade der Schwan ist für viele enthaltene Supernovareste bekannt. So kommen zusätzlich Kollisionen der ausgestoßenen Supernovamaterie mit der vorhandenen interstellaren Materie und Verwirbelungen zustande, sodass eine chaotische Formgebung die Folge ist.

Wolf-Rayet-Sterne sind eine spätere Entwicklungsstufe massereicher O-Sterne. In der Zeitspanne zwischen O-Stadium und WR-Stadium geben sie als "Luminous Blue Varaiables" eine Menge von Materie in den Raum und reichern ihn mit chemischen Elementen an, die im Sterninneren während der Fusionsprozesse entstanden sind. Wolf-Rayet-Sterne weisen daher zum überwiegenden Teil ringförmige Nebel um sich auf - die so genannten Wolf-Rayet-Nebel (WR-Nebel). Auch der Stern WR 134 = HD 191765 ist ein solcher WR-Stern mit einem WR-Nebel. Der Katalogname WR 134 geht zurück auf die Astronomen van der Hucht K.A., Conti P.S., Lundstrom I., Stenholm B.: The 6th Catalogue of Galactic Wolf-Rayet Stars - Their Past and Present; Space Sc. Rev. 28, 227-306 (9/1981). Mit diesem Nebel um WR 134 gab es aber schon früh aufkommende Fragen. Treffers & Chu (1982) stellten fest: "Dieser Ringenebel hat keinen Namen. Er wurde zuerst von Crampton (1971) in einem Survey von WR-Ringnebeln erkannt. Er ist viel schwächer als NGC 6888 und schwierig zu sehen. In dem fotografischen Atlas der WR-Ringnebel von Chu, Treffers und Kwitter (1982) zeigt die Hα-Aufnahme einen einzigen Nebelbogen etwa 15' südwestlich von WR 134. Im Gegensatz dazu zeigt die [OIII]-Platte eine Filamentstruktur nordwestlich des Sterns."

Offensichtlich waren die damaligen Aufnahmen der Profis ungünstig überlegt, denn einerseits war ihr Gesichtsfeld nicht groß genug, und man konzentrierte sich allein auf die bis dato bekannten Strukturen (Chu et al., 1983). Dann aber waren die alten Plattenaufnahmen auch nicht tief genug - im Vergleich zum aktuellen Amateur-AdW. Aber das zeigt sich heutzutage ja schon des öfteren: Amateure mit semi-professioneller Ausstattung erreichen bei sehr langen Belichtungszeiten Ergebnisse von profi-ähnlicher Qualität. Und so tritt der filamentförmige Bogen sehr hell hervor, dazu aber östlich von WR 134 ein schwacher blauer Ringfortsatz, der in einzelne Fetzen zerlegt ist und sich über den Bereich südlich von WR 134 hinaus auch noch rund - aber sehr lichtschwach - fortsetzt. Dies haben die o.g. Autoren nicht erkennen geschweige denn interpretieren können. So kam es, dass nach einer spektrografischen Untersuchung lediglich festgestellt wurde: "Dieser Nebel enthält einen diffusen Hα-Bogen südwestlich und einen filamentösen [OIII]-Bogen nordwestlich des Sterns. Diese beiden Bögen sitzen nicht nur an unterschiedlichen Stellen, sie haben dazu noch unterschiedliche Geschwindigkeiten. Es ist nicht klar, in welcher Beziehung die beiden (Bögen) zueinander stehen."

Eine neuere radioastronomische Arbeit kam der Sache dann näher: Simon Gervais und Nicole St-Louis verfassten 1999 ihre Untersuchung: A Large H I Shell surrounding the Wolf-Rayet Star HD 191765; Astronom. J. 118, 2394-2408. Darin kam der Gedanke auf, dass die insgesamt komplizierte Struktur der Nebel um WR 134 auch von anderen Sternen mit beeinflusst werden könnte. So wurde auf den Stern HD 192103 verwiesen, ebenfalls ein WR-Stern. Er ist hier im AdW bei (699/1294) zu sehen. Und seine Position ist durchaus damit vereinbar, dass einige der roten Hα-Strukturen auf sein Konto gehen. Damit wäre es tatsächlich naheliegend, dass WR 134 die blaue, runde Struktur allein erzeugt hat. Schaut man sich das AdW genauer an, so ist auch die unmittelbare Umgebung von WR 134 in einen kleinen blauen Schleier gehüllt. Ein späterer Ausbruch nach dem blauen Ring?

Zwei weitere Deep-Sky-Objekte, die hier in den Emissionsnebeln kaum auffallen, sind zu nennen: (a) der offene Sternhaufen Gulliver 17 am unteren Bildrand bei (1915/2770), (b) bei (144/2566) zwei blaue Reflexionsnebel in einer kleinen Dunkelwolke, die radioastronomisch als Molekülwolke bekannt ist. Allerdings hat nur der untere Nebel einen Katalognamen: GN 20.10.7 = Bernes 20. Der Nebel oberhalb trägt - obwohl heller - keine Katalogbezeichnung. Möglicherweise hat man einen Überstrahlungseffekt durch den darin befindlichen 11,5 mag hellen OB-Stern LS II 35 vermutet.

Anmerkungen: Das Reduzieren der Sterne hat einen klaren Erfolg gehabt, dass nämlich die Nebel insbesondere in ihren schwächeren Teilen gut erkennbar sind. Das vollständige Herauslösen der Sterne ergibt zwar ebenfalls ein aussagekräftiges Bild, aber nur hinsichtlich der Nebel. Für manchen ist so eine Nebelaufnahme aber eher wenig ästhetisch - so auch für mich. Sterne sind doch keine Störenfriede ...

Wir finden: Das heutige AdW ist eine sehr gute astrofotografische Leistung! Es ist in diesem Zusammenhang höchst interessant, was amateurnahe Profis zu diesem Ergebnis und der daraus folgenden neuen Interpretation der [OIII]-Struktur sagen. Und das lässt sich schnell herausfinden.

Einen herzlichen Dank für dieses wunderbare Bild, das AdW-Team gratuliert Axel Rau herzlich zum Astrofoto der Woche!

 

Peter Riepe
Bildautor: Axel Rau

 

Koordinaten (J2000.0) von Objekt:
RA = 20 h 10 min 14,2 s, Dec = +36° 10' 35'

 

 

 

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