Wanneer een ster als onze zon aan het einde van haar leven komt, verandert ze in een van de mooiste verschijnselen die we aan de nachtelijke hemel kennen: een planetaire nevel. Dit zijn kleurrijke, vaak symmetrische schillen van gas die een ster in haar stervensfase de ruimte in blaast. Ondanks hun naam, omdat ze vaak ronde vormen hebben als een planeet, hebben ze niets met planeten te maken, maar wel met de kringloop van sterrenmateriaal in ons sterrenstelsel.
Een planetaire nevel ontstaat wanneer een ster van gemiddeld formaat (zoals de zon) aan het einde van haar leven haar buitenste lagen afstoot. Het hete, overgebleven centrum, een witte dwerg, witte dwergverhit deze uitgestoten gasschillen waardoor ze beginnen te gloeien. Planetaire nevels zijn vaak kleurrijk en ring- of bolvormig, soms ook met ingewikkelde patronen en filamenten. Ze bestaan voornamelijk uit waterstof en helium, aangevuld met zwaardere elementen zoals zuurstof, stikstof en koolstof. Ze hebben een relatief korte levensduur in kosmische termen, slechts enkele tienduizenden jaren, waarna de nevel oplost in de interstellaire ruimte.
Deze prachtige nevels laten ons zien hoe sterren als onze zon hun leven beëindigen. Ze verrijken de interstellaire ruimte met zwaardere elementen, die later weer worden opgenomen in nieuwe sterren, planeten en zelfs levende wezens. Voor amateur-astronomen zijn ze dankbare en vaak spectaculaire objecten om waar te nemen en te fotograferen aangezien sommigen al zichtbaar zijn met een kleine of middelgrote telescoop.
Hoe werden planetaire nevels ontdekt?
De eerste planetaire nevels werden in de 17de eeuw met telescopen gezien als kleine, ronde vlekjes die vaag leken op planeten, vandaar de naam. De Franse astronoom Charles Messier nam de Ringnevel (M57) in 1785 op in zijn catalogus van "nevelachtige objecten". Astronomen als William en John Herschel onderzochten deze objecten in de 19de eeuw en bedachten de term planetaire nevel vanwege hun ronde, planeetachtige vorm. Spectroscopie en fotografie toonden uiteindelijk in de 20ste eeuw aan dat het om uitdijende schillen van gas gaat, afkomstig van stervende sterren.
Hoe ontstaan planetaire nevels?
Planetaire nevels zijn het laatste levensstadium van sterren die niet zwaar genoeg zijn om als supernova te eindigen – sterren met een massa van ongeveer 0,8 tot 8 keer die van de zon. Een ster zoals de zon spendeert het grootste deel van haar bestaan in een stabiele fase: de waterstof in de kern wordt door kernfusie omgezet in helium. Dit kan miljarden jaren duren. Wanneer de waterstof in de kern opraakt, stort de kern in en zet de buitenste laag van de ster sterk uit. De ster verandert in een rode reus. In deze fase worden zwaardere elementen zoals koolstof en zuurstof gevormd. Rode reuzen zijn instabiel. Ze verliezen geleidelijk hun buitenste gaslagen door krachtige sterrenwinden. Dit proces kan duizenden jaren duren en blaast een enorme gaswolk de ruimte in. Uiteindelijk blijft alleen de gloeiend hete kern van de ster over. Dit is de voorloper van een witte dwerg. Deze kern is extreem heet en straalt veel ultraviolette straling uit. De uitgeblazen gaslagen rond de ster worden door deze ultraviolette straling geïoniseerd, de atomen raken hun elektronen kwijt en zenden bij het recombineren licht uit. Dit zorgt voor de prachtige, vaak kleurrijke gloed die wij zien als een planetaire nevel. Planetaire nevels zijn kortstondig in kosmische termen. Binnen 10.000 tot 50.000 jaar verdwijnt de nevel, doordat het gas oplost in de interstellaire ruimte. Wat overblijft, is een witte dwerg die langzaam verder afkoelt.
Enkele bekende voorbeelden van planetaire nevels:
- Ringnevel (M57, in Lier): misschien wel de bekendste planetaire nevel. In een kleine telescoop verschijnt hij als een heldere ringvormige rookkring.
- Halternevel (M27, in Vosje): lijkt op een halter of zandloper, en is groot en helder – een prachtig object voor amateur-astronomen.
- Helixnevel (NGC 7293, in Waterman): ook wel het “Oog van God” genoemd, een van de dichtstbijzijnde en grootste planetaire nevels.
- Eskimonevel (NGC 2392, in Tweelingen): doet met wat fantasie denken aan een gezicht omringd door een bontkraag.
- Kattenoognevel (NGC 6543, in Draak): een van de meest complexe planetaire nevels met opvallende concentrische ringen en structuren.
Enkele prachtige planetaire nevels gezien door de Chandra X-Ray ruimtetelescoop - Foto: NASA/CXC/RIT
