How big is Helixnebel?

Der Helixnebel ist ein planetarischer Nebel, das leuchtende Gas um einen sterbenden Stern, etwa 650 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Wassermann. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, etwa 9,46 Billionen Kilometer. Der schwach leuchtende äußerste Ring des Nebels hat einen Durchmesser von etwa 5,3 Lichtjahren, also etwa 50 Billionen Kilometern. Der auf den meisten Fotos sichtbare helle Ring ist weniger als halb so breit.

Größe

Ein Nebel hat keinen scharfen Rand, daher hängt seine Größe davon ab, welcher Teil gemessen wird. Eine Studie von 2004 kombinierte Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops mit Weitwinkelaufnahmen eines bodengestützten Teleskops. Sie zeigte, dass der helle Hauptring eigentlich aus zwei Teilen besteht: einer inneren Scheibe und, darum herum, einem äußeren Ring, der fast im rechten Winkel zur Scheibe geneigt ist. Ein deutlich schwächerer äußerster Ring umgibt beide; er ist auf der Seite abgeflacht, an der er auf das dünne Gas zwischen den Sternen trifft.

Diese Teile werden danach gemessen, wie breit sie am Himmel erscheinen; ihre tatsächliche Größe hängt dann von der Entfernung ab. Die Raumsonde Gaia bestimmte die Position des Zentralsterns des Nebels genau genug, um ihn auf etwa 199 Parsec Entfernung festzulegen, wobei ein Parsec etwa 3,26 Lichtjahre entspricht. Das sind etwa 650 Lichtjahre. In dieser Entfernung hat die innere Scheibe einen Durchmesser von etwa 1,6 Lichtjahren, der äußere Ring von etwa 2,3 Lichtjahren und der äußerste Ring von etwa 5,3 Lichtjahren.

Die Studie von 2004 verwendete noch eine ältere Entfernungsangabe von 213 Parsec, wodurch der äußerste Ring einen Durchmesser von etwa 5,7 Lichtjahren erhielt. Infrarotaufnahmen des Wide-field Infrared Survey Explorer zeigen einen noch schwächeren Halo um den gesamten Nebel, der bei Gaias Entfernungsangabe etwa 7,5 Lichtjahre misst.

Größenvergleiche

Der äußerste Ring ist etwa das Eineinviertelfache der Entfernung Sonne – Proxima Centauri, etwa 4,2 Lichtjahre, des nächstkleineren Objekts im Explorer.
Er ist etwa 340.000-mal so groß wie die mittlere Entfernung Erde – Sonne.
Wäre die Sonne auf die Größe eines Basketballs geschrumpft, hätte der Helixnebel einen Durchmesser von etwa 8.700 Kilometern, etwa zwei Drittel der Breite der Erde.
Von der Erde aus gesehen ist der helle Ring so nah und so groß, dass er fast halb so breit wie der volle Mond erscheint.

Wie der Nebel entstand

Ein planetarischer Nebel entsteht, wenn ein Stern mittlerer Masse sich dem Ende seines Lebens nähert und seine äußeren Gasschichten in den Weltraum abstößt. Das Gas leuchtet, weil es von der Energie des sterbenden Sterns im Zentrum zum Leuchten gebracht wird. Trotz des Namens haben planetarische Nebel nichts mit Planeten zu tun. In kleinen Teleskopen sehen viele von ihnen wie runde Scheiben aus, ähnlich wie Planeten, und daher stammt der Name.

Die Studie von 2004 maß, wie schnell sich die Teile des Helixnebels ausdehnen, und rechnete daraus zurück, wann sie entstanden sind. Sie schätzte, dass die innere Scheibe etwa 6.600 Jahre alt ist und der äußere Ring etwa 12.000 Jahre. Der deutsche Astronom Karl Ludwig Harding entdeckte den Nebel 1823.

Kometenknoten

Im Nebel sind etwa 3.500 kometenförmige Gasknoten verteilt, am dichtesten entlang der Innenseite des hellen Rings. In der Astronomie werden sie Kometenknoten genannt, weil jeder von ihnen einen leuchtenden Kopf und einen langen, schwachen Schweif hat, wie ein Komet. Jeder Schweif erstreckt sich über etwa 160 Milliarden Kilometer, etwa das Tausendfache der Entfernung zwischen Erde und Sonne.

Hubble-Aufnahmen deuten darauf hin, dass die Knoten dort entstehen, wo heißes Gas, das vom sterbenden Stern ausströmt, auf kühleres Gas trifft, das der Stern etwa 10.000 Jahre zuvor ausgestoßen hatte. Es wird erwartet, dass die Knoten im Raum zwischen den Sternen allmählich verblassen.