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Sterne mit weniger als 8 Sonnenmassen, verwandeln sich, wenn ihr Vorrat an Wasserstoff zur Neige geht, in Rote Riesen. Der Rote Riese verbrennt jetzt Helium zu noch schwereren Elementen und wenn auch das Helium verbraucht ist, wird der Stern erneut instabil und stösst seine äussere Hülle ab. Im Ergebnis entsteht ein sogenannter Planetarischer Nebel mit einem Weissen Zwerg im Zentrum. Das berühmteste Beispiel für solch einen Nebel ist der Ringnebel M57.
Mit dem blossen Auge sieht man den Weissen Zwerg allerdings nur bei sehr grosser Vergrösserung und sehr gutem Seeing (geringer Luftunruhe). Sonst "ertrinkt" er im Licht des Nebels. Das Bild habe ich in der Sternwarte Metzerlen mit der 40cm Schmidt-Kamera aufgenommen (EOS 20D mit 6*120 Sekunden, ISO 800).
Woher kommen die Farben? Der heisse Weisse Zwerg im Zentrum strahlt viel UV-Licht ab, welches die Elektronen Atome in dem Nebel auf ein sog. metastabiles Niveau anhebt. Ein Niveau kann entweder stabil oder instabil sein. Ein Elektron auf einem instabilen Niveau kann durch Emission von einem Lichtteilchen in ein niedrigeres Energieniveau wechseln. Hierdurch entstehen die bekannten Spektrallinien. Mit "metastabil" ist gemeint, dass das Elektron unter Laborbedingungen auf dem eigentlich nicht stabilen Niveau bleibt, bis ein Stoss mit einem anderen Atom erfolgt. Es kommt also zu keiner Lichtemission. Im Planetarischen Nebel ist das Gas aber so dünn, dass Zusammenstösse praktisch nicht vorkommen. So hat das Elektron Zeit in den Grundzustand zu fallen und dabei Licht zu emittieren. Wir sehen das Licht u.a. dann als sogenannte "verbotene" Spektralline [OIII].
Für weiter Informationen siehe z.B. http://www.caha.es/the-ring-nebula_de.html.