Beelden van de Ringnevel genomen door de James Webb-ruimtetelescoop onthult kenmerken die zijn vorm kunnen verklaren
Brussel, 23 augustus 2023 – De ruimtetelescoop James Webb heeft adembenemende nieuwe beelden gemaakt van de iconische Ringnevel, een van de bekendste planetaire nevels. Deze beelden zijn deze maand openbaar gemaakt door een internationaal team van astronomen, waaronder Griet Van de Steene en Peter van Hoof, onderzoekers van de Koninklijke Sterrenwacht van België. In een artikel dat 21 augustus is gepubliceerd op arXiv en ingediend bij MNRAS, presenteert en analyseert het team specifieke kenmerken die door deze beelden aan het licht zijn gekomen. Eén daarvan suggereert de aanwezigheid van een stellaire begeleider die mogelijk heeft bijgedragen aan de elliptische vorm van de Ringnevel.
De Ringnevel is ongeveer 2200 lichtjaar van de aarde verwijderd en is een bekend object in het sterrenbeeld Lier. Hij kan de hele zomer worden waargenomen met een verrekijker vanop een donkere nachthemel op het noordelijk halfrond en een groot deel van het zuidelijk halfrond. Met een kleine telescoop kun je al de karakteristieke donutachtige structuur van gloeiend gas zien waar de Ringnevel zijn naam aan te danken heeft. Het is een planetaire nevel, objecten die overblijfselen zijn van stervende sterren die aan het einde van hun leven een groot deel van hun massa hebben uitgestoten.
De opvallende structuur en de levendige kleuren van de Ringnevel spreken al lang tot de verbeelding van de mens. Verbluffende beelden van de nevel die zijn vastgelegd door Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) en MIRI (Mid-Infrared Instrument) instrumenten zijn deze maand openbaar gemaakt, op 3 augustus en 20 augustus 2023, en bieden het publiek de kans om dit kosmische wonder te bewonderen en de wetenschappers om de complexe processen die de nevel hebben gevormd te bestuderen en te begrijpen.
De nieuwe beelden tonen niet alleen details van de uitdijende schil van de nevel, maar ook het binnenste gebied rond de centrale witte dwerg. In een artikel dat op 21 augustus 2023 in arXiV is gepubliceerd, heeft een internationaal team wetenschappers, waaronder Griet Van de Steene en Peter van Hoof van de Koninklijke Sterrenwacht van België, de kenmerken van de Ringnevel die op deze beelden te zien zijn, beschreven en geanalyseerd.
De ruimtetelescoop James Webb van NASA toont de bekende Ringnevel in ongekend detail. De Ringnevel wordt gevormd door een ster die zijn buitenste lagen afwerpt wanneer zijn brandstof opraakt en is daarmee een archetypische planetaire nevel. Dit nieuwe beeld van NIRCam (Near-Infrared Camera) van de telescoop James Webb toont fijnmazige details van de filamentstructuur van de binnenste ring. Er zijn zo’n 20.000 globules met een hoge dichtheid in de nevel, die rijk zijn aan moleculaire waterstof. De binnenste regio bevat daarentegen zeer heet gas. De hoofdschil bevat een dunne ring met emissie van koolstofhoudende moleculen die bekend staan als polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s). Download de volledige resolutieversie van het Space Telescope Science Institute. Copyright: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (University College London), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Cardiff University).
De auteurs laten zien dat de “ring” van de nevel bestaat uit ongeveer 20.000 afzonderlijke globules van moleculair waterstof, elk ongeveer zo massief als de aarde. Binnenin detecteerden ze ook polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s), die bekend staan als een van de bouwmaterialen die nodig zijn voor de vroegste vorm van leven, maar waarvan we niet zouden verwachten dat ze in de Ringnevel voorkomen.
Op de Webb-beelden waren ook merkwaardige “spaken” buiten de ring te zien die direct van de centrale ster weg wijzen. Deze spaken zijn prominent aanwezig in het infrarood, maar waren slechts heel zwak zichtbaar op de beelden van de Hubble-ruimtetelescoop. De onderzoekers denken dat deze het gevolg kunnen zijn van moleculen die zich kunnen vormen in de schaduwen van de dichtste delen van de ring, waar ze worden afgeschermd van de directe, intense straling van de hete centrale ster.
Tot slot ontdekken de auteurs in de zwakke halo buiten de ring tien concentrische bogen. Ze denken dat deze bogen wijzen op de aanwezigheid van een begeleidende ster in het systeem, die ongeveer net zo ver van de centrale ster afstaat als Pluto van onze zon en die de nevel zijn elliptische vorm heeft gegeven, die anders misschien bolvormig zou zijn geweest.
This new image of the Ring Nebula from Webb’s MIRI (Mid-InfraRed Instrument) reveals particular details in the concentric features in the outer regions of the nebulae’s ring. Roughly ten concentric arcs located just beyond the outer edge of the main ring. The arcs are thought to originate from the interaction of the central star with a low-mass companion orbiting at a distance comparable to that between the Earth and Pluto. Download the full-resolution version from the Space Telescope Science Institute. Credit: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (University College London), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Cardiff University).
De nooit eerder vertoonde details van de Webb-beelden bieden een schat aan nieuwe wetenschappelijke inzichten in de processen van stellaire evolutie. Door de Ringnevel met JWST te bestuderen, hopen wetenschappers een beter inzicht te krijgen in de levenscycli van sterren en de elementen waarmee ze de kosmos verrijken.
De auteurs van het artikel maken deel uit van een wetenschappelijk team met de naam ESSENcE (Evolved StarS and their Nebulae in the JWST Era), dat bestaat uit deskundigen op het gebied van planetaire nevels en aanverwante objecten. Binnen dit team bestuderen Griet Van de Steene en Peter van Hoof nevels met behulp van beelden en spectroscopie.
Het artikel: Wesson et al., JWST observations of the Ring Nebula (NGC 6720): I. Imaging of the rings, globules, and arcs, Ingezonden aan Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, online gepubliceerd in arXiv: arXiv:2308.09027 [astro-ph.SR], DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.09027
Zie ook het persbericht van NASA: https://blogs.nasa.gov/webb/2023/08/21/webb-reveals-intricate-details-in-the-remains-of-a-dying-star/