Sternentstehungsgebiet NGC 7129: Webb zeigt Jets und Ausflüsse junger Sterne

Junge Sterne in verschiedenen Stadien auf einem Bild

Der helle Stern in der Mitte, LkHα 234, ist ein junger Stern mit etwa fünf bis acht Sonnenmassen. Er hat den größten Teil seiner Masse bereits angesammelt und zieht sich nun unter seiner eigenen Schwerkraft zusammen. Dabei heizt er sich auf, bis in seinem Kern die Wasserstofffusion einsetzt, die auch die Sonne leuchten lässt. Massereichere Sterne entwickeln sich schneller; deshalb ist LkHα 234, der massereichste Stern dieses jungen Sternhaufens, auch am weitesten entwickelt.

Links davon liegt ein goldener Hohlraum von etwa 3,5 Lichtjahren Durchmesser. Diesen Hohlraum haben Ausflüsse, die der Stern in einer früheren Entwicklungsphase abgab, aus der Molekülwolke herausgegraben. Wo das von den Sternen aufgeheizte Gas gegen die kältere Wolke drückt, bildet sich am oberen Rand des Hohlraums ein scharfer Grat. An dieser Grenze, der sogenannten Photodissoziationsregion, spaltet das Sternlicht Wasserstoffmoleküle in Atome auf und trägt die Wolke im Lauf von Jahrmillionen ab.

In dem klumpigen Gas rechts, das durch die Ausflüsse rot leuchtet, verbergen sich Protosterne: Sterne in einem noch früheren Stadium, die weiter Masse ansammeln. Im Zentrum eines blauen Nebels oben links sitzt ein weiterer Protostern; dessen donutförmige Scheibe wirft einen Schatten auf das umgebende Gas.

Jets, Stoßwellen und Herbig-Haro-Objekte

Junge Sterne nehmen nicht nur Materie auf, sie stoßen auch einen Teil davon wieder aus: in schmalen Jets und breiteren Ausflüssen. Trifft das schnelle Gas auf die langsamere Wolke, bringen Stoßwellen das Gas zum Leuchten. Solche leuchtenden Gebiete um neugeborene Sterne heißen Herbig-Haro-Objekte. Die roten, strukturierten Flecken in Webbs Bild sind Ausflüsse mehrerer Protosterne, die sich in unserer Blickrichtung überlagern.

Ein Übersichtsartikel von 2008 über die Sternentstehung im Kepheus führt in und um NGC 7129 mehr als zwei Dutzend Herbig-Haro-Objekte auf; viele davon ordnet er der Umgebung von LkHα 234 zu. Ein optischer Jet, der dort 1990 entdeckt wurde, zeigt nach Südwesten in den Hohlraum. Spätere Beobachtungen zeigten mehrere in der Wolke verborgene junge Objekte, nur wenige Bogensekunden von LkHα 234 entfernt. Eines davon, ein Klumpen, der nur bei Millimeterwellenlängen zu sehen ist, ist wahrscheinlich die Quelle des Jets, der im Licht von molekularem Wasserstoff leuchtet. Für einen zweiseitigen (bipolaren) Ausfluss des hellen Sterns selbst findet der Übersichtsartikel keine Belege. Die Mitteilung von ESA/Webb benennt im Bild keine einzelnen Herbig-Haro-Objekte.

Warum Webb im Infraroten beobachtet

Sterne entstehen in kalten, dichten Wolken, deren Staub sichtbares Licht streut und verschluckt. Deshalb bleiben die jüngsten Objekte optischen Teleskopen verborgen. Infrarotlicht dringt durch einen großen Teil dieses Staubs, und das von Stoßwellen aufgeheizte Gas in den Ausflüssen leuchtet ebenfalls im Infraroten, zum Beispiel durch die Strahlung von warmem molekularem Wasserstoff.

Das Bild setzt sich aus Aufnahmen durch sechs NIRCam-Filter zwischen 1,15 und 4,7 Mikrometern zusammen, und jeder Filter hat eine eigene Farbe erhalten. Die kürzeren Wellenlängen erscheinen blau und cyan. Gelb steht für einen Filter bei 3,35 Mikrometern, der auf kohlenstoffreiche Moleküle anspricht, die polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Rot erscheinen die beiden Filter mit den längsten Wellenlängen; einer davon ist auf eine Spektrallinie des molekularen Wasserstoffs abgestimmt. Die Farben stehen also für Filter, nicht für chemische Elemente: ESA/Webb beschreibt das Gas im goldenen Hohlraum als heißen atomaren Wasserstoff, die roten Bereiche als kühleres molekulares Gas, das von Ausflüssen aufgeheizt wird, und die grauen Flächen als das kälteste und dichteste Gas, in dem noch keine Sterne entstanden sind.

Wo NGC 7129 steht und was ein Teleskop zeigt

NGC 7129 steht im Kepheus bei Rektaszension 21h 43m und Deklination +66° 07′. Ab etwa 24° nördlicher Breite geht der Nebel nie unter; in Berlin erreicht er rund 76° Höhe über dem Nordhorizont. Mitte August steht er der Sonne gegenüber und damit mitten in der Nacht am höchsten, im Oktober und November dann am Abend. Vom Äquator aus erreicht er höchstens etwa 24° Höhe, und ab etwa 24° südlicher Breite geht er gar nicht mehr auf: NGC 7129 ist ein Objekt des Nordhimmels.

Ein großes Amateurteleskop kann den Reflexionsnebel zeigen, also Staub, den die Sterne des Haufens beleuchten. Kataloge geben eine Helligkeit von etwa Größenklasse 11,5 und eine Ausdehnung von rund 7 Bogenminuten an. Der visuelle Beobachter Steve Gottlieb sah mit einem 44-cm-Teleskop einen Nebelfleck von recht hoher Flächenhelligkeit, etwa 3 × 2 Bogenminuten groß, um drei Sterne der Größenklassen 9,5 bis 10,5. Gottlieb beobachtete den Nebel auch mit einem 33-cm-Teleskop; in den Quellen, die wir gelesen haben, finden sich keine Beobachtungen mit kleineren Instrumenten. Ein optisches Foto von Robert Gendler, abgedruckt im Übersichtsartikel von 2008, zeigt den Haufen, den Nebel und mehrere Herbig-Haro-Objekte. Webb hat Infrarotlicht aufgezeichnet, dem erst nachträglich Farben zugewiesen wurden; deshalb sieht der Nebel weder im Okular noch auf einem gewöhnlichen Foto so aus wie auf diesem Bild.