How big is Katzenaugennebel?

Der Katzenaugennebel ist ein planetarischer Nebel – eine Wolke aus leuchtendem Gas, die ein sterbender Stern abgestoßen hat – und liegt etwa 4.300 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Drache. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, etwa 9,46 Billionen Kilometer. Zusammen mit dem schwachen Gashalo, der ihn umgibt, ist der Nebel etwa 6,9 Lichtjahre breit, also etwa 65 Billionen Kilometer. Der helle innere Nebel, der auf den meisten Bildern zu sehen ist, ist weniger als ein Lichtjahr breit.

Größe

Ein Nebel hat keine scharfe Grenze, und das Katzenauge besteht aus mehreren Schichten. Sein heller Kern reicht etwa 20 Bogensekunden vom Zentralstern weg, wobei eine Bogensekunde 1/3.600 Grad entspricht. Rund um den Kern zeigen Hubble-Aufnahmen mindestens elf schwache Ringe, und tiefe Aufnahmen eines bodengebundenen Teleskops deuten darauf hin, dass sie sich bis zu etwa 50 Bogensekunden erstrecken. Dahinter liegt ein deutlich größerer und schwächerer Halo aus dünnem Gas mit einem Radius von etwa 165 Bogensekunden.

Das sind Winkel am Himmel, die wahre Größe hängt also von der Entfernung ab. Die Raumsonde Gaia bestimmte die Position des Zentralsterns genau genug, um ihn auf etwa 1.300 Parsec Entfernung festzulegen, wobei ein Parsec etwa 3,26 Lichtjahren entspricht. In dieser Entfernung ist der Halo etwa 6,9 Lichtjahre breit, das Ringsystem etwa 2 Lichtjahre und der helle Kern etwa 0,8 Lichtjahre.

Ältere Schätzungen setzten den Nebel näher an. Eine Studie aus dem Jahr 1999, die anhand von Hubble-Aufnahmen maß, wie schnell der Kern wächst, kam auf eine Entfernung von etwa 1.000 Parsec, plus oder minus 270. In dieser Entfernung wäre der Halo etwa 5,2 Lichtjahre breit.

Größenvergleiche

Der Halo ist etwa 1,3-mal so breit wie der schwache äußerste Ring des Helixnebels, eines weiteren planetarischen Nebels und des nächstkleineren Objekts im Explorer.
Er ist etwa das 1,6-Fache der Entfernung Sonne – Proxima Centauri, die etwa 4,2 Lichtjahre beträgt.
Der Halo ist etwa 8-mal so breit wie der helle Kern.
Wäre die Sonne auf die Größe eines Basketballs geschrumpft, wäre der Halo etwa 11.000 Kilometer breit, fast so breit wie die Erde.

Ringe eines sterbenden Sterns

Ein planetarischer Nebel entsteht, wenn ein Stern wie die Sonne sich dem Ende seines Lebens nähert und seine äußeren Gasschichten ins All hinausstößt. Jeder Ring um das Katzenauge ist der Rand einer kugelförmigen Gasblase, die sich vor dem Himmelshintergrund abzeichnet. Das Muster deutet darauf hin, dass der Stern etwa alle 1.500 Jahre in Schüben Material abgestoßen hat. Jeder Schub erzeugte eine Hülle mit etwa so viel Masse wie alle Planeten des Sonnensystems zusammen.

Vor etwa 1.000 Jahren änderte sich das Muster, und im Inneren der Hüllen begann sich der helle Kern zu bilden. Seither wächst er weiter, wie Hubble-Aufnahmen aus den Jahren 1994 und 2002 zeigen. Der Halo ist noch älter. Sein Gas ist heißer als das des Kerns, etwa 14.400 Grad Celsius gegenüber etwa 7.600, und er enthält mehr Masse als der Kern.

Entdeckung

William Herschel, der Astronom, der auch den Planeten Uranus entdeckte, fand das Katzenauge im Februar 1786. Es war einer der ersten jemals entdeckten planetarischen Nebel. Der englische Amateurastronom William Huggins untersuchte als Erster dessen Spektrum, die Farben, aus denen dessen Licht besteht. Seine Arbeit zeigte, dass planetarische Nebel aus Gas bestehen.

Hubble-Aufnahmen zeigen Gashüllen, Jets aus schnell strömendem Gas und Knoten, die von Stoßwellen geformt wurden. 2004 bezeichneten ESA und NASA das Katzenauge als einen der komplexesten planetarischen Nebel, die je beobachtet wurden.